Báo cáo này nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quan về nước giải khát có gas, từlịch sử hình thành, quy trình sản xuất cho đến các thành phần chính và ứng dụng của nó trong đời sống hàng ng
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
Khái niệm
1.1.1 Khái niệm về nước giải khát có gas
Nước uống có gas là loại nước có carbon dioxide CO 2 được hòa tan vào sản phẩm dưới nhiệt độ thấp và áp suất cao ngay trước khi đóng chai hoặc lon Quá trình này gọi là carbonat hóa (carbonation) hay gas hóa nước uống (Nguyễn Thị Thu Nam et al., 2014).
Trong quá trình phát triển, nhiều thành phần khác được thêm vào nước uống có gas để tạo hương vị, màu sắc và các đặc tính riêng theo mong muốn của các nhà sản xuất và trở thành loại đồ uống với tên gọi chung là “nước giải khát có gas” (carbonated beverages) (Nguyễn Thị Thu Nam et al., 2014).
Khi mở nắp chai hoặc lon nước uống có gas, áp suất trên bề mặt chất lỏng giảm đột ngột, khí CO 2 thoát ra, tạo hiện tượng sủi bọt Carbonat hóa nước uống đã được phát minh từ thế kỷ 18 và dần trở thành một trong những loại nước uống thông dụng. Rất nhiều đồ uống giải khát (soft drinks) trên thị trường hiện nay là đồ uống có gas và tùy theo từng loại đồ uống, từng hãng sản xuất mà có thêm rất nhiều thành phần khác thêm vào để tạo độ ngọt, hương vị, màu sắc, Lượng tiêu thụ đồ uống giải khát có gas ngày càng tăng nhanh trên thị trường các nước phát triển, trong đó có Việt Nam (Nguyễn Thị Thu Nam et al., 2014).
Nguồn gốc của loại nước có hương vị đặc trưng và cacbonat nhân tạo này vẫn còn mơ hồ nhưng rõ ràng phải mất một thời gian thì những sản phẩm đầu tiên này mới rời khỏi cửa hàng hóa chất để hòa nhập với những loại nước khác trong các quán nước giải khát trong các thị trấn khoảng những năm thế kỷ 18 (Colin Emmins, 1991).
Tài liệu tham khảo sớm nhất mà các nhà sử học thương mại tìm thấy về nước có gas là nước chanh có gas là vào năm 1833, nước chanh đóng chai thương mại đầu tiên sẽ sử dụng một loại acid citric, được mô tả vào thời điểm đó là acid chính của chanh, và tinh dầu chanh với syrup đường, hỗn hợp được thêm nước và tẩm khí carbon dioxide Mặc dù có nhiều phát triển kỹ thuật trong những năm can thiệp, nước chanh ngày nay là những sản phẩm kế thừa dễ nhận biết của những sản phẩm ban đầu Khi những loại đồ uống này phát triển trong nửa đầu thế kỷ 19, đồ uống nhẹ đã vượt ra khỏi nguồn gốc y học của chúng và lượng khách hàng thịnh vượng nhưng trước đây vẫn hạn chế của chúng đã mở rộng để bao gồm mọi lứa tuổi và tầng lớp Số lượng nhà sản xuất cũng tăng theo Chỉ riêng ở London đã có hơn năm mươi nhà sản xuất vào những năm 1840, trong khi chỉ có mười nhà sản xuất được ghi nhận hai thập kỷ trước đó (Colin Emmins, 1991).
Năm 1851 một cuộc triển lãm nước giải khát lớn đã diễn ra, rất nhiều người đã uống nước chanh, bia gừng, nước Seltzer và nước soda, tất cả đều do Messrs Schweppes cung cấp, người đã trả 5000 bảng Anh cho sự nhượng bộ này Kết quả là hơn một triệu chai nước ngọt đã được bán ra, chiếm gần một nửa sản lượng của công ty (Colin Emmins, 1991).
Ảnh hưởng của nước giải khát có gas đến sức khỏe con người
1.2.1 Tình hình tiêu thụ nước giải khát có gas trong nước và ngoài thế giới
Sự phát triển của nước giải khát có gas trên toàn thế giới là một hiện tượng đáng chú ý, không chỉ ở Hoa Kỳ, Tây Âu mà còn ở Mexico, Brazil, Đông Âu, Trung Quốc và Ấn Độ Đặc biệt là ở Hoa Kỳ, nước giải khát có gas đã thống trị thị trường nước giải khát bởi cola Ở Anh, Châu Âu và Nhật Bản, cola chiếm gần một nửa tổng thị trường nước ngọt có gas và ở Mỹ là gần 70% Quy mô tiêu thụ nước ngọt có gas trên toàn cầu tổng cộng gần 193000 triệu lít vào năm 2004 Tuy nhiên, ở Hoa Kỳ và Anh đã có dấu hiệu suy yếu trong vài năm qua trong việc tiêu thụ mặc dù lượng nước ngọt có gas tiêu thụ đều tăng hằng năm từ 2,18 tỷ lít (năm 1982) lên 4,27 tỷ lít (năm 1992) và 6,5 tỷ lít (năm 2003)
Sự có mặt của khoảng 1800 cơ sở sản xuất nước giải khát bao gồm những hãng lớn hàng đầu thế giới như Pepsi, Coca Cola,… cùng với hàng nghìn các doanh nghiệp trong nước khác đang chứng tỏ sức thu hút to lớn của thị trường nước giải khát Việt Nam Trong những năm gần đây, bên cạnh các sản phẩm nước giải khát có gas, không gas, nhu cầu tiêu thụ nước giải khát của người dân còn được thỏa mãn bởi một loạt các loại sản phẩm được quảng cáo là có nguồn gốc từ thiên nhiên và tốt cho sức khỏe Nước uống có gas là thức uống quen thuộc mà chúng ta vẫn sử dụng hàng ngày Chúng có mặt khắp nơi và rất phổ biến với mọi lứa tuổi (David Steen & Philip R Ashurst, 2006).
1.2.2 Lợi ích mà nước giải khát có gas mang lại
Giảm đau đầu, cải thiện tinh thần: trong nước ngọt có gas có chứa thành phần caffeine, là một chất kích thích hệ thần kinh nếu sử dụng với liều lượng vừa đủ, caffeine kích thích hệ thần kinh trung ương, giảm các triệu chứng đau đầu, cải thiện tinh thần, giảm mệt mỏi, phân hủy acid béo trong gan Tốt cho hệ tiêu hóa: gas (CO2) được nhiều nghiên cứu khoa học chứng minh là thành phần đem lại nhiều lợi ích cho hệ tiêu hóa, giúp giảm cảm giác buồn nôn, đau bụng, hỗ trợ điều trị táo bón, đầy hơi khó tiêu (nếu dùng lượng vừa phải) (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
1.2.3 Tác hại mà nước giải khát có gas mang lại
Gây ra cảm giác đầy hơi: Vấn đề này được cho là một trong những tác dụng phụ khi cơ thể dung nạp quá nhiều carbon dioxide.
Tăng cân: hầu hết các loại thức uống có gas đều chứa hàm lượng đường cao.
Gây hại cho răng miệng: trong nước có gas không chỉ có chứa carbon dioxide mà còn chứa natri, acid, chất tạo ngọt và nhiều thành phần phụ gia khác Những chất này có thể làm cho răng bị tổn thương, nước có gas càng chứa hàm lượng đường cao thì càng dễ gây sâu răng.
Tăng nguy cơ mắc các vấn đề tim mạch: hàm lượng chất tạo ngọt cao trong thức uống có gas có thể làm tăng hội chứng chuyển hóa, yếu tố khiến tăng hàm lượng cholesterol trong máu Điều này là nguyên nhân gây ra các vấn đề tim mạch và tiểu đường Ngoài ra, việc thường xuyên uống nước có gas còn gây rối loạn tiết niệu, sỏi thận, ảnh hưởng chức năng gan và nhiều vấn đề sức khỏe khác (Lê Văn Việt Mẫn,2010).
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS
Nước
Nước được xem là nguyên liệu quan trọng nhất trong công nghiệp sản xuất thức uống do nước chiếm một tỷ lệ có thể lên đến 90% cao hơn rất nhiều so với các thành phần khác trong sản phẩm (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Theo (Lê Văn Việt Mẫn, 2010) chất lượng nước được đánh giá qua ba nhóm tiêu chí sau:
- Chỉ tiêu cảm quan: Quan trọng nhất là độ đục, màu sắc và mùi vị.
- Chỉ tiêu hóa lý: Bao gồm độ cứng, độ kiềm, tổng chất khô, độ oxy hóa, độ dẫn điện, hàm lượng các ion dương và âm có trong nước Trong sản xuất đồ uống giải khát người ta thường sử dụng nước có độ cứng càng thấp càng tốt, thường thì độ cứng của nước sau khi qua xử lý không được vượt quá 1 mg đương lượng/lít.
- Chỉ tiêu vi sinh: Các chỉ tiêu cơ bản như tổng số vi khuẩn hiếu khí, coliform tổng số, coliform phân, faecal streptococci và sulphite reducing clostridia.
Các nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm để sản xuất những sản phẩm thức uống, hiện nay có nhiều phương pháp được sử dụng để xử lý nước như (Lê Văn Việt Mẫn, 2010):
- Phương pháp vật lý: Lắng, lọc, phân riêng bằng membrane, điện thẩm tích, xử lý nhiệt, xử lý chân không hoặc xử lý bằng các tia UV,
- Phương pháp hóa lý: Kết lắng, trao đổi ion, hấp phụ,
- Phương pháp hóa học: Phản ứng oxy hóa, xử lý bằng acid hoặc kiềm, các chất ức chế vi sinh vật,
Tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước đầu vào mà mỗi nhà máy sẽ xây dựng quy trình xử lý nước đầu vào cho phù hợp Nếu nguồn nước đầu vào có chất lượng tốt, ít bị lẫn tạp chất và vi sinh vật thì quy trình xử lý sẽ đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn (LêVăn Việt Mẫn, 2010).
CO2
Carbon dioxide (CO2) là một loại khí trơ không màu, không mùi và nặng hơn không khí xấp xỉ 1,53 lần CO2 có thể hòa tan trong chất lỏng, khả năng hòa tan tăng khi nhiệt độ chất lỏng giảm, có thể tồn tại ở dạng khí, lỏng, hoặc rắn Khi hòa tan trong nước tạo thành acid carbonic tạo nên vị chua và cay có trong đồ uống có gas Carbon dioxide ở một mức độ nhất định có đặc tính bảo quản, kháng khuẩn hiệu quả, chống nấm men và nấm mốc (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Trong các nhà máy sản xuất nước giải khát thường có khu vực riêng dùng để sản xuất CO2 Carbon dioxide được sản xuất bằng nhiều cách khác nhau, bao gồm quá trình đốt cháy dầu nhiên liệu, phản ứng giữa acid sulfuric và natri bicarbonate, chiết xuất carbon dioxide từ khí thải của lò hơi hoặc cơ sở gia nhiệt tương tự, chưng cất rượu và lên men mia Sau quá trình chiết xuất, khí carbon dioxide cần được làm sạch để đảm bảo nó không có bất kỳ tạp chất nào và phù hợp với mục đích sử dụng, sau đó
CO2 sẽ được dẫn trực tiếp sang phân xưởng bão hòa CO2 trong quy trình sản xuất nước giải khát có gas (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Chất tạo vị ngọt
Đường: Đường dùng trong sản xuất nước giải khát thường là đường sucrose ở dạng khô hoặc lỏng hoặc là đường nghịch đảo Đường là một thành phần chính và quan trọng điều chỉnh sự hài hòa giữa vị chua, ngọt và mùi thơm của nước giải khát, chiếm 7 - 12% Sử dụng các loại đường kết tinh chất lượng cao như RS, RE của các nhà máy đường (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Hình 1 Phân loại các chất tạo vị ngọt
(Nguồn: (Lê Văn Việt Mẫn, 2010))
Ngoài sử dụng đường saccharose ở dạng tinh thể thì các nhà máy hiện đại hiện nay đang áp dụng chuyển đổi từ đường saccharose thành sử dụng dung dịch đường nghịch đảo Đường nghịch đảo (invert sugar) là hỗn hợp glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1 Tiến hành thủy phân đường saccharose với xúc tác là acid hoặc enzyme, sản phẩm tạo thành là hỗn hợp glucose và fructose Các nhà sản xuất rất quan tâm đến đại lượng "hiệu suất thủy phân" Đây là tỷ lệ phần trăm giữa hàm lượng đường saccharose đã bị thủy phân so với hàm lượng saccharose ban đầu trong dung dịch phản ứng Giả sử hiệu suất thủy phân là 100%, khi đó ta sẽ thu được sản phẩm là đường nghịch đảo.
Hình 2 Quá trình nghịch đảo đường saccharose
(Nguồn: https://byvn.net/acqt) Ở 20 0 C và bước sóng 546,1 nm, góc quay cực của dung dịch saccharose là + 66,5 0 (góc quay phải), còn góc quay cực của D-glucose là + 52,7 0 (góc quay phải) và D-fructose là - 92,4 0 (góc quay trái) Như vậy, khi phản ứng thuỷ phân saccharose diễn ra hoàn toàn, dung dịch đường thu được sẽ có góc quay cực là - 19,8 0 (góc quay trái) (Hình 2) Do có sự thay đổi góc quay cực của dung dịch saccharose trước và sau phản ứng nên quá trình này còn được gọi là quá trình nghịch đảo đường (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Theo (Lê Văn Việt Mẫn, 2010) tại sao xu hướng hiện nay lại ưa chuộng sử dụng đường nghịch đảo hơn vì:
- Tăng độ ngọt cho syrup: Độ ngọt của saccharose là 1,0 còn độ ngọt của glucose và fructose lần lượt là 0,7 và 1,7 Hỗn hợp glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1,3 Như vậy với cùng một nồng độ đường như nhau thì syrup đường nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn saccharose.
- Tăng hàm lượng chất khô cho syrup: Theo phương trình phản ứng ở hình 2 nếu sự thuỷ phân hoàn toàn thì từ 342,3g saccharose sẽ cho ra 180,16 g glucose và 180,16g fructose tức thu được hơn 360g đường nghịch đảo Điều này mang lại hiệu quả kinh tế không nhỏ cho các nhà sản xuất lớn.
- Ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường: Do nồng độ đường cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup.
- Tăng cường khả năng ức chế vi sinh vật có trong syrup: Do nồng độ đường cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu khiến vi sinh vật không thể phát triển.
Các chất tạo ngọt hóa học: Các chất tạo ngọt được sử dụng trong thực phẩm do có các tính năng đặc biệt của chúng: ngọt gấp nhiều lần so với các chất tạo ngọt thông
+ 66,5 0 + 52,7 0 thường, bền nhiệt, bền acid, ít có phản ứng phụ Nhưng khi sử dụng cần chú ý sử dụng ở liều vừa phải và hợp lý (Đàm Sao Mai et al., 2012)
Vai trò của các chất ngọt: Cải thiện cấu trúc, độ nhớt tạo cảm giác ngon miệng, có khả năng bảo quản, chống vi sinh vật, tạo khả năng giữ nước (Đàm Sao Mai et al.,2012; Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Các chất tạo hương
Hương liệu hay chất thơm là một trong những nguyên liệu quan trọng trong thành phần của nước giải khát Tuy chỉ chiếm một lượng rất ít nhưng nó giúp tạo ra hương vị riêng của sản phẩm làm cho từng loại đồ uống có nét độc đáo riêng
Hương liệu được chia làm ba loại:
Hương vị tự nhiên là chế phẩm đơn chất dễ dàng chấp nhận cho con người, được hình thành qua quá trình trao đổi chất của thực vật và đôi khi cả động vật Những ví dụ điển hình gồm hương vanillin, cam, chanh và bạc hà, góp phần tạo nên sự phong phú và tự nhiên cho các sản phẩm thực phẩm.
- Hương liệu giống tự nhiên là những chất hóa học được chiết tách từ nguyên liệu thơm hoặc được tổng hợp Chúng giống nhau về mặt hóa học với các chất có trong sản phẩm tự nhiên dành cho con người cho dù có xử lý hay không (Nguyễn Công Hà et al.,
2014) Ví dụ như linalool, eugenol, citrate ethyl,…
- Hương liệu nhân tạo là các chất chưa được xác định trong sản phẩm tự nhiên dành cho con người cho dù xử lý hay không Do đó có thể dùng được một cách hạn chế thông qua tổng hợp nhưng phải tuân thủ theo yêu cầu của luật pháp (Nguyễn Công
Hà et al., 2014) Ví dụ như ethyl vanillin, methyl anthranilate, acetophenone,…
Hương liệu sử dụng trong nước giải khát phải đảm bảo độ tinh khiết, không gây độc hại cho người tiêu dùng Chúng cần được phép sử dụng hợp pháp và phải tuân thủ các liều lượng quy định để đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.
Trong công nghệ sản xuất thực phẩm, đặc biệt là sản xuất đồ uống giải khát, mùi hương đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong việc tạo điểm nhận diện thương hiệu Mùi thơm đặc trưng không chỉ nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm mà còn giúp người tiêu dùng dễ dàng phân biệt và ghi nhớ thương hiệu Theo nghiên cứu của Lê Văn Việt Mẫn (2010), mùi hương là yếu tố cảm quan quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hài lòng và quyết định mua hàng của khách hàng, góp phần thúc đẩy thành công của sản phẩm trên thị trường.
Bảng 1 Cấu tử tạo nên mùi đặc trưng ở một số loại trái cây
Cấu tử Mùi Trái cây
2-trans-4-cis decadienoic acid ethyl ester Lê Lê
Benzaldehyde Hạnh đào Hạnh đào, anh đào, mận
1 (p-hydroxyphenyl)-3-butanone Phúc bồn tử Phúc bồn tử
(Nguồn: (Lê Văn Việt Mẫn, 2010))
Các chất tạo màu
Màu sắc là yếu tố quan trọng giúp xác định đặc trưng của thức uống, từ đó hỗ trợ điều chỉnh và phục hồi màu sắc tự nhiên bị thay đổi do quá trình xử lý nhiệt hoặc cần tăng cường màu sắc Nghiên cứu của Nguyễn Công Hà et al (2014), Lê Văn Việt Mẫn (2010), và Lê Văn Việt Mẫn et al (2011) nhấn mạnh vai trò của màu sắc trong việc duy trì chất lượng và hình thức của thức uống sau xử lý.
Màu sắc đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chất lượng sản phẩm tại thời điểm sản xuất để đảm bảo tiêu chuẩn hóa Ngoài ra, màu sắc còn cung cấp thông tin quý giá về các biến đổi chất lượng trong quá trình lưu trữ, như sự giảm sút màu sắc do biến đổi nhiệt độ hoặc hư hỏng do vi sinh vật gây ra (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Trong công nghiệp sản xuất thức uống, người ta thường sử dụng nhiều loại chất màu khác nhau Thường thì được phân loại theo nguồn gốc, chất màu sẽ được chia làm
Chất màu tự nhiên là những hợp chất màu sắc được chiết xuất từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên, chủ yếu là thực vật Những chất màu này thường được lấy từ rễ cây, vỏ quả hoặc qua quá trình cháy đường để tạo ra màu sắc tự nhiên an toàn và thân thiện với môi trường Sử dụng chất màu tự nhiên không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng mà còn góp phần bảo vệ môi trường khỏi tác hại của các chất nhuộm nhân tạo.
Bảng 2 Nguồn gốc một số chất màu tự nhiên
Màu xanh lá cây (chlorophyll) Các loại rau xanh, lá dứa,
Màu vàng cam (curcumin) Củ nghệ
Màu tím (anthocyanin) Quả việt quất, nho, dâu tằm,
Màu nâu (caramel) Phản ứng caramel hóa của đường khử
(Nguồn: (Lê Văn Việt Mẫn, 2010))
- Chất màu tổng hợp: Là những chất màu được thu nhận bằng phương pháp tổng hợp hóa học Các chất màu tổng hợp thường bền màu hơn các chất màu từ nhiên Do đó, các chất màu tổng hợp được sử dụng nhằm tạo ra màu sắc đồng đều, hấp dẫn và ổn định theo thời gian
Bảng 3 Bảng một số màu tổng hợp cho phép trong nước giải khát
Màu Số E Ổn định màu
Thể hiện màu Ánh sáng Nhiệt Acid
Quinoline E104 Tốt Tốt Rất tốt Vàng xanh dương
Tartrazine E102 Tốt Tốt Rất tốt Vàng chanh
Sunset Yellow E110 Tốt Tốt Rất tốt Vàng đỏ cam
Carmoisine E122 Tốt Tốt Tốt Đỏ đậm
Ponceau E124 Tốt Tốt Tốt Đỏ sáng
Patent E131 Tốt Tốt Không tốt Xanh da trời sáng
Indigotine E132 Bình thường Không tốt Bình thường Đỏ đậm
Brilliant E133 Tốt Tốt Tốt Xanh da trời
Green S E142 Bình thường Tốt Tốt Xanh lá
(Nguồn: (Nguyễn Công Hà et al., 2014))
Lưu ý: việc sử dụng màu thực phẩm cần phải được kiểm soát cẩn thận theo quy định của pháp luật Trong bất kì công thức nước giải khát các thành phần màu sắc cũng như các thành phần khác, phải được lựa chọn cẩn trọng để đạt được chất lượng và sự an toàn cho sản phẩm.
Acid thực phẩm
Acid thực phẩm là thành phần không thể thiếu được trong các loại nước uống giải khát, nó tạo ra cho thức uống có vị chua hấp dẫn đồng thời làm giảm cơn khát do sự kích thích tạo nước bọt trong miệng Do giúp giảm pH của sản phẩm nên có thể hoạt động như một chất bảo quản nhẹ và tăng hương vị Ngoài ra các acid thực phẩm còn được xem như một chất hỗ trợ cho chất chống oxy như BHA, BHT và acid ascorbic gián tiếp ngăn chặn sự đổi màu và mùi ôi (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Một số loại acid thường gặp trong chế biến các sản phẩm nước giải khát: acid citric, acid tartaric, acid malic, acid ascorbic…
Acid citric là acid sử dụng rộng rãi nhất trong đồ uống trái cây vì có thể pha trộn tốt với hầu hết các hương liệu trái cây Nó được tìm thấy tự nhiên trong nhiều loại quả như nho, chanh, cam, thơm, lựu,… Acid citric màu trắng tinh thể rắn, có thể được mua dưới dạng bột hạt ở trạng thái khan Ngày nay công thức nước giải khát thường sử dụng dạng khan vì có lợi về chi phí sử dụng (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Acid citric có thể thu nhận bằng một số phương pháp:
- Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật: lên men dịch đường do tác dụng của enzyme chứa trong chủng nấm mốc Aspergillus niger.
- Chiết tách từ phế thải của công nghệ sản xuất nicotin
- Chiết tách từ rau quả (cam, chanh,…).
Acid tartaric, còn gọi là acid nho, là loại acid có nhiều trong nho và là acid của muối kali, đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men nho Khi lên men, acid tartaric kết tinh và tách khỏi dung dịch khiến khả năng hòa tan giảm, xuất hiện ở bốn dạng là dextro, laevo, meso và dạng hỗn hợp đồng phân hoặc racemic Đây là một tinh thể màu trắng có điểm nóng chảy từ 171 đến 174°C, và để sử dụng trong đồ uống, cần đảm bảo acid tartaric hoàn toàn tinh khiết Tuy nhiên, muối của acid tartaric như tartrate canxi và magie có khả năng hòa tan thấp hơn so với acid citric, dễ dàng lắng cặn trong nước cứng, do đó thường không được ưu tiên dùng trong sản xuất nước giải khát so với acid citric, đồng thời mùi vị của acid tartaric cũng kém hấp dẫn hơn trong ngành công nghiệp thực phẩm (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Acid malic phổ biến trong tự nhiên, đặc biệt có nhiều trong quả táo và các loại trái cây mọng nước Acid malic có vị cay nồng hơn acid citric nhưng dễ chịu và mang lại hương vị trái cây tươi ngon Đây là chất rắn kết tinh màu trắng, điểm nóng chảy là 100°C, và hòa tan tốt trong nước Với khả năng lưu trữ tốt hơn do ít hút ẩm hơn acid citric, acid malic có thời hạn sử dụng kéo dài và phù hợp cho các ứng dụng lâu dài Không giống như acid tartaric, muối malate của canxi và magiê hòa tan cao, giúp chúng không gặp vấn đề khi hòa trong nước cứng (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Acid malic chủ yếu được sử dụng trong sản xuất nước trái cây có gas để tăng cường hương vị và ổn định màu sắc Nó là chất acid hóa ưu tiên trong các thức uống ít calo, rượu táo và nước táo, giúp nâng cao mùi vị và giữ màu sắc tự nhiên của sản phẩm Ngoài ra, acid malic còn được dùng để che mùi khó chịu của một số loại đường thay thế trong chế biến đồ uống Khi kết hợp với acid citric, hỗn hợp này mang lại hương vị tốt hơn so với việc sử dụng riêng lẻ, nâng cao chất lượng và sự hấp dẫn của các sản phẩm nước trái cây có gas và không gas (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Acid ascorbic là vitamin C được sử dụng như là một chất acid hóa nhưng cũng làm ổn định hệ thống nước ngọt Tính chống oxy hóa của nó phục vụ để cải thiện sự ổn định thời hạn sử dụng của các thành phần hương vị Nhiều chất trong số các thành phần được sử dụng trong hương liệu dễ bị oxy hóa đặc biệt là aldehyde, ceton và ketoesters Acid ascorbic bảo vệ tránh hư hỏng bằng cách ưu tiên bị oxi hóa trước và mất đi khiến các thành phần hương vị không bị ảnh hưởng (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Dù acid ascorbic hoạt động như một chất ức chế sự hình thành nâu trong nước ép trái cây chưa qua chế biến, nhưng tác dụng của nó có thể bị phá hủy khi dung dịch undergo xử lý nhiệt hoặc tiệt trùng, gây ra phản ứng hóa nâu Ngoài ra, acid ascorbic còn có nhược điểm là ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm khi tiếp xúc với ánh sáng, do đó cần tránh bảo quản dưới ánh sáng để duy trì chất lượng của nước giải khát có gas chứa acid ascorbic (Đàm Sao Mai et al., 2012).
Chất bảo quản
Chất bảo quản là các hợp chất có khả năng ức chế, làm chậm hoặc kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật gây hỏng thực phẩm Chúng giúp ngăn chặn sự suy giảm chất lượng của thực phẩm do vi sinh vật gây ra và bảo vệ thực phẩm duy trì độ tươi ngon lâu hơn Việc sử dụng chất bảo quản đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao an toàn thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản tự nhiên của các loại thực phẩm.
Hà et al., 2014; Đàm Sao Mai et al., 2012; Lê Văn Việt Mẫn, 2010)
Chất bảo quản trong công thức đồ uống có thể cải thiện hiệu quả, nhưng không thể thay thế hoàn toàn việc kiểm soát vệ sinh và đảm bảo chất lượng trong quá trình sản xuất Nguyên liệu phải được xác định rõ trong đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm, với các giới hạn phù hợp để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và giảm nguy cơ ô nhiễm vượt mức trong thành phẩm nước giải khát.
Bảng 4 Một số chất bảo quản và liều lượng được sử dụng trong sản xuất nước giải khát (mg/l)
Chất bảo quản mg/l E-No
(Nguồn: (Lê Văn Việt Mẫn, 2010))
Các chất bảo quản giúp ức chế sự phát triển của vi sinh vật như nấm men, nấm mốc và vi khuẩn, hoạt động hiệu quả trong môi trường có độ pH từ dưới 4,5 Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thực phẩm như nước giải khát có ga, nước trái cây, nước sốt và rượu vang để đảm bảo an toàn và kéo dài thời hạn sử dụng.
Một số thành phần khác
Chất ổn định được sử dụng phổ biến trong công thức nước ngọt để duy trì sự ổn định của huyền phù tự nhiên, giúp phân tán các chất rắn từ trái cây, cải thiện chất lượng và tạo cảm giác ngon miệng Các loại chất ổn định bao gồm alginate, carrageens, gums thực vật, pectin, carboxyl methyl cellulose (CMC), guar, xanthan và tragacanth (Nguyễn Công Hà et al., 2014) Vai trò của một số chất ổn định này là tăng độ nhớt của nước uống, giúp duy trì sự phân tán đồng đều của các thành phần, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và khả năng giữ hình dạng trong quá trình bảo quản.
- Alginate, carrageenan: có trong đồ uống sữa, nước ép trái cây để tạo độ nhớt, ổn định protein.
- Xanthan, gums, CMC: giúp tạo độ nhớt, ngăn lắng cặn, ứng dụng nhiều trong nước trái cây, nước tăng lực.
- Guar, tragacanth: có trong nước giải khát có gas giúp ổn định hệ huyền phù.
- Pectin: có trong nước ép trái cây để giữ cấu trúc, giảm hiện tượng lắng cặn bột trái cây.
Quá trình oxy hóa là vấn đề phổ biến trong lưu trữ đồ uống, gây suy giảm hương vị và màu sắc do tiếp xúc với oxy hòa tan, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm Các thành phần như hương vị trái cây, đặc biệt nước chanh, rất dễ bị oxy hóa, đòi hỏi phải sử dụng chất chống oxy hóa để bảo vệ Ngoài ra, khả năng thấm oxy của các vật liệu nhựa trong bao bì là yếu tố góp phần thúc đẩy quá trình oxi hóa, dẫn đến mất giá trị cảm quan của đồ uống (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Chất chống oxy hóa được tạo ra từ tự nhiên và nhân tạo được sử dụng ngày càng nhiều để thay thế cho BHA và BHT vì các chất này có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe.
Các chất chống oxy hóa tự nhiên như ascorbyl palmitat (axit 6-O-palmitoyl-1-ascorbic) cùng muối natri và muối canxi, được chiết xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên giàu tocopherols như dầu đậu nành, mầm lúa mì, mầm gạo và dầu hạt bông vải thông qua quy trình chưng cất chân không, giúp bảo vệ da hiệu quả khỏi tác nhân gây hại và duy trì sức khỏe tổng thể.
Các chất chống oxy hóa nhân tạo (tổng hợp): Alpha, gamma và delta - tocopherol tổng hợp được sử dụng để tạo hiệu quả tốt trong việc ngăn ngừa sự oxy hóa tinh dầu
Lưu ý: Có thể kết hợp giữa ascorbyl palmitat và alpha-tocopherol (vitamin E) lảm tính chất chống oxy hóa được tăng cường.
Các thành phần bổ sung như chất điều chỉnh pH, chất nhũ hóa không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tăng khả năng nhận diện thương hiệu Tuy nhiên, việc sử dụng các chất này phải theo đúng liều lượng quy định của từng quốc gia để đảm bảo an toàn và sức khỏe người tiêu dùng.
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS
Cơ sở lý thuyết các quá trình chính
Trong quá trình sản xuất nước giải khát có gas, quá trình bài khí (loại bỏ không khí trong nước) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng Việc loại bỏ các khí hòa tan như oxy giúp ngăn ngừa hiện tượng oxy hóa và tăng cường khả năng bão hòa của CO 2 trong sản xuất nước giải khát có gas.
Việc loại không khí trong nước < 0,5 ppm oxy để ngăn chặn vấn đề sinh trưởng của vi sinh vật Ngoài ra, giảm oxy trong nước cấp, làm ít rủi ro cho sản phẩm Hai phương pháp chính để loại khí là hút chân không và trào ngược hoặc kết hợp của cả hai Phương pháp phổ biến nhất của việc loại không khí là phun nước vào dưới bể chân không, sau đó nước được bơm vào bể thứ hai, nơi một số lượng nhỏ vừa khí carbon dioxide hiện diện, một quá trình được gọi là trào ngược xảy ra Mức thấp 0,5 ppm oxy dư là khá phổ biến cho sản phẩm sau quá trình loại khí (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
3.1.2 Quá trình tạo ra CO 2
Carbon dioxide là khí không màu, được sử dụng để tạo bọt và tăng cảm giác thưởng thức cho đồ uống có gas Đây là sản phẩm hô hấp của động vật và còn hình thành trong quá trình đốt cháy carbon (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Carbon dioxide được sản xuất thương mại qua nhiều quá trình, bao gồm đốt cháy nhiên liệu dầu và phản ứng giữa axit sulfuric với natri bicarbonate Khí CO2 cũng có thể được khai thác từ quá trình chưng cất rượu hoặc lên men bia Sau khi thu hồi, khí cần được làm sạch để loại bỏ tạp chất, đảm bảo phù hợp cho mục đích sản xuất nước giải khát có ga (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Quá trình lên men là quá trình chuyển đổi đường sucrose thành rượu và CO₂ khi trộn với men và oxy, trong đó CO₂ dioxide bốc hơi ra và được tách để loại bỏ bọt cùng tạp chất hòa tan trong nước như rượu và xeton Hệ thống lên men có thể đạt độ tinh khiết cao tới 99,9% CO₂, thường được sử dụng trong các nhà máy bia và chế biến rượu chưng cất Nguồn CO₂ từ các nhà máy này thường là rẻ và an toàn nhất, là lựa chọn phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất khí CO₂.
- Lò thu hồi khí: Dầu khí hoặc khí tự nhiên thường bị thải Khí thải từ quá trình này có ít hơn một nửa phần trăm oxy theo thể tích được làm mát và lọc để loại bỏ bất kỳ tạp chất có thể xuất hiện Sau đó khí thải đi qua một tháp hấp thụ, nơi nó được tiếp xúc với một dung dịch hấp thụ carbon dioxide Dung dịch carbon dioxide sau đó được bơm lên tháp Nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu được sử dụng để giải phóng carbon dioxide trong dạng khí từ dung dịch hấp thụ Kết quả là carbon dioxide được bốc hơi, làm lạnh và xử lý dụng trong nước giải khát.
3.1.3 Quá trình bão hòa khí CO 2 vào nước
Khí CO2 đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên mùi và vị đặc trưng cho các sản phẩm nước ngọt có gas, góp phần nâng cao trải nghiệm người dùng Hàm lượng CO2 trong bình chứa tối thiểu phải đạt 99,8%, đảm bảo chất lượng khí Gas, trong khi hàm lượng nước lỏng trong CO2 nguyên liệu không vượt quá 0,1%, giúp duy trì tính ổn định và độ tinh khiết của khí Đây là những yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và chất lượng của các sản phẩm nước giải khát có gas.
Bão hòa CO2 là quá trình nạp khí CO2 vào nước giải khát đến một nồng độ yêu cầu, trong đó CO2 sẽ hòa tan một phần vào nước Quá trình bão hòa khí vào nước xảy ra khi các phân tử khí CO2 tiếp xúc với nước, di chuyển từ vùng có nồng độ cao trong không khí đến vùng có nồng độ thấp trong nước, cho đến khi đạt trạng thái cân bằng – gọi là trạng thái bão hòa, khi nồng độ khí trong nước không còn thay đổi theo thời gian Ngoài ra, khí CO2 còn phản ứng với nước theo sơ đồ phản ứng đã được nghiên cứu bởi Lê Văn Việt Mẫn et al (2011).
H dissolves into water as CO2, forming carbonic acid (H2CO3), which dissociates into hydrogen ions (H+) and bicarbonate ions (HCO3-) The solubility of CO2 in water depends on temperature and atmospheric pressure, decreasing with increasing temperature and rising with higher pressure At 15,5°C and specific pressure conditions, the amount of CO2 dissolved varies significantly, influencing carbonate chemistry in aquatic environments.
Khi áp suất nước tăng từ 1 bar (15 psi) lên 10 bar (150 psi), khả năng hòa tan khí carbon dioxide trong nước sẽ tăng khoảng 9,5 lần Đồ uống có gas thường được chế biến để chứa lượng khí hòa tan khoảng 2 đến 3 lần thể tích khí ban đầu, nhằm tối đa hóa hiệu quả hòa tan khí Quá trình hòa tan khí này tạo ra axit carbonic (H₂CO₃), sau đó phân ly thành bicarbonate và carbonat, góp phần tạo nên vị đặc trưng của thức uống có gas (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
Ghép mí là quá trình ghép chặt vào lon, chai nhằm cách ly hoàn toàn sản phẩm với môi trường bên ngoài, ngăn ngừa tái nhiễm vi sinh vật và duy trì chất lượng sản phẩm Quá trình này xảy ra khi rót sản phẩm vào bình và đóng nắp kín, giúp hạn chế biến đổi đáng kể trong quá trình bảo quản Tuy nhiên, có thể xảy ra sự tổn thất CO2 và một số hợp chất hương trong quá trình này, ảnh hưởng đến độ gas của sản phẩm Mí ghép cần đảm bảo kín, bền, đúng kích thước và hình dạng để giữ cho sản phẩm có độ gas phù hợp và duy trì chất lượng trong thời gian dài (Nguyễn Trọng Cẩn & Nguyễn Lệ Hà, 2009).
Làm ấm là quá trình gia nhiệt nhằm nâng cao nhiệt độ của vật thể, chất lỏng, khí hoặc môi trường từ trạng thái nhiệt độ thấp đến cao hơn, giúp cải thiện tính chất và hiệu suất của các vật liệu Quá trình này sử dụng năng lượng nhiệt và có thể thực hiện qua các phương pháp chính như truyền nhiệt đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể Hiểu rõ nguyên lý truyền nhiệt, cũng như các yếu tố liên quan như nhiệt động học và vật liệu học, giúp tối ưu hóa quá trình làm ấm trong các ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày.
Làm ấm trong sản xuất nước có gas là bước quan trọng để ổn định áp suất trong bao bì sau khi đóng chai hoặc lon Quá trình này giúp ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt bao bì, đảm bảo chất lượng sản phẩm Việc kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian làm ấm đóng vai trò then chốt trong việc giữ áp suất ổn định, hạn chế mất khí ga và đảm bảo an toàn cho sản phẩm cuối cùng.
CO 2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nước giải khát có gas
- Độ hòa tan của CO 2:
+ Theo định luật Henry, khí CO 2 hòa tan tốt hơn ở nhiệt độ thấp.
+ Nếu nước giải khát bị làm ấm quá mức trước khi đóng nắp, lượng CO 2 hòa tan sẽ giảm, làm cho sản phẩm bị mất gas nhanh hơn.
- Ảnh hưởng đến hương vị:
+ Một số hợp chất dễ bay hơi trong hương liệu có thể bị mất khi nhiệt độ tăng, ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm.
+ Đối với nước giải khát có chứa nước ép trái cây, nhiệt độ cao có thể làm biến đổi một số thành phần tự nhiên, gây mất màu hoặc thay đổi mùi vị.
- Ảnh hưởng đến bao bì:
+ Nếu nhiệt độ không được kiểm soát tốt, chai nhựa PET có thể bị biến dạng do áp suất bên trong thay đổi.
+ Chai thủy tinh có thể bị nứt vỡ do sốc nhiệt nếu thay đổi nhiệt độ quá đột ngột.
Quy trình sản xuất nước giải khát có gas
Quy trình sản xuất nước giải khát có gas được trình bày ở hình 3.
Theo tiểu mục 6.2 mục 6 của Tiêu chuẩn quốc gia TCVN ISO/TS 22002-1:2013, tiêu chuẩn về nguồn nước trong chế biến thực phẩm quy định rõ các yêu cầu về chất lượng nước khi sản xuất, nhằm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Tiêu chuẩn này nhấn mạnh việc sử dụng nguồn nước sạch, hợp vệ sinh, phù hợp với các quy định về kiểm nghiệm và xử lý nước để phòng ngừa ô nhiễm thực phẩm Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm chế biến, đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng và đáp ứng các yêu cầu pháp lý về an toàn thực phẩm tại Việt Nam.
Nguồn cấp nước uống cần đảm bảo cung cấp đủ lượng để đáp ứng nhu cầu sản xuất Hệ thống phải được thiết kế để bảo quản, phân phối và kiểm soát nhiệt độ của nước khi cần thiết, nhằm đảm bảo chất lượng nước đáp ứng các yêu cầu quy định Điều này giúp duy trì tiêu chuẩn về an toàn vệ sinh và hiệu quả sản xuất.
Nước, bao gồm đá, hơi nước hoặc hơi ẩm, được sử dụng làm thành phần của sản phẩm hoặc tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm và bề mặt sản phẩm cần đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng và vi sinh phù hợp với quy định.
Nước dùng để làm sạch hoặc sử dụng trong các ứng dụng tiếp xúc gián tiếp với sản phẩm, như bình bảo ôn hay bộ trao đổi nhiệt, cần đáp ứng các yêu cầu về chất lượng và kiểm soát vi sinh phù hợp với mục đích sử dụng Điều này đảm bảo an toàn, hiệu quả cho quá trình làm sạch và phòng ngừa rủi ro ô nhiễm Việc tuân thủ các quy định về chất lượng nước giúp duy trì hiệu suất hoạt động của thiết bị và đảm bảo tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm hoặc các ứng dụng công nghiệp liên quan.
- Trong trường hợp nguồn cung cấp nước được khử trùng bằng clo, việc kiểm tra phải đảm bảo rằng mức clo tồn dư tại thời điểm sử dụng nằm trong giới hạn quy định.
Hình 3 Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát có gas
(Nguồn: (Lê Văn Việt Mẫn, 2010; Lê Văn Việt Mẫn et al., 2011))
Hệ thống cung cấp nước không uống được cần được thiết kế riêng biệt, có nhãn rõ ràng để phân biệt với hệ thống nước uống được, nhằm đảm bảo an toàn vệ sinh Việc ngăn chặn nước không uống được chảy ngược vào hệ thống nước uống là rất quan trọng, cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa để đảm bảo nguồn nước sạch, an toàn cho người sử dụng.
- Nước có thể chảy vào và tiếp xúc với sản phẩm cần đưa qua đường ống có thể được khử trùng.
Hiện nay, các nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm để sản xuất các sản phẩm thức uống, điều này đặt ra nhu cầu xử lý nước hiệu quả để đảm bảo an toàn thực phẩm Hiện có nhiều phương pháp xử lý nước ngầm như lọc, khử trùng và công nghệ xử lý hiện đại nhằm loại bỏ các tạp chất, vi sinh vật gây hại và đảm bảo chất lượng nước trước khi đưa vào sản xuất (Lê Văn Việt Mẫn, 2010) Việc áp dụng các phương pháp xử lý tiên tiến không chỉ nâng cao vệ sinh an toàn thực phẩm mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng nước uống.
- Phương pháp vật lý: Lắng, lọc, phân riêng bằng membrane, điện thẩm tích, xử lý nhiệt, xử lý chân không hoặc xử lý bằng các tia UV,
- Phương pháp hóa lý: Kết lắng, trao đổi ion, hấp phụ,
- Phương pháp hóa học: Phản ứng oxy hóa, xử lý bằng acid hoặc kiềm, các chất ức chế vi sinh vật,
Nguồn nước tự nhiên như nước ngầm và nước bề mặt có thể bị nhiễm khí như carbon dioxide, hydrogen sulfite, và đôi khi là khí metan, ảnh hưởng đến chất lượng nước Để đảm bảo an toàn, cần thực hiện quá trình bài khí nhằm loại bỏ các khí độc hại này, đặc biệt trong công nghệ sản xuất thức uống để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.
Sự có mặt của các khí trong nước nguyên liệu, đặc biệt là CO2, có thể gây trở ngại cho quá trình bão hòa CO2 vào sản phẩm Trong những trường hợp này, các nhà sản xuất cần tiến hành quá trình bài khí để đảm bảo hiệu quả hấp thụ khí CO2, từ đó nâng cao chất lượng và quy trình sản xuất (Lê Văn Việt Mẫn, 2010)
Phương pháp bài khí trong điều kiện chân không là phương pháp phổ biến nhất, trong đó nước được phun vào bên trong một bồn kín để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và không gian trong bồn Hệ thống các đĩa trong bồn giúp nâng cao hiệu quả quá trình bài khí bằng cách tạo điều kiện thuận lợi để khí bị hấp thụ hoặc thoát khỏi nước Phía đỉnh bồn được kết nối với hệ thống bơm chân không nhằm hút các khí lẫn trong nước và thải bỏ ra ngoài môi trường, nâng cao hiệu quả làm sạch khí trong nước (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Hiện nay, nhiều nhà máy sản xuất thức uống và thực phẩm sử dụng nguồn nước ngầm chất lượng cao, ít bị nhiễm khí H2S, CH4, dẫn đến khả năng bỏ qua quá trình bài khí trong quá trình xử lý nước, tuy nhiên, cần đầu tư công nghệ lọc nước hiện đại để tránh nhiễm khí độc hại Mặc dù công nghệ mới giúp giảm thiểu quá trình bài khí, nhưng để đảm bảo chất lượng nước tốt nhất, vẫn nên thực hiện quá trình bài khí để loại bỏ các khí gây hại một cách hiệu quả (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Yêu cầu nồng độ oxy hòa tan (DO) < 0,5 ppm là yêu cầu sau quá trình bài khí (Nguyễn Công Hà et al., 2014).
3.2.3 Nấu syrup Đối với sử dụng syrup đường nghịch đảo thì từng nguyên liệu phụ sẽ được chuẩn bị theo quy trình riêng Phản ứng nghịch đảo đường được thực hiện ở 70 - 80 0 C, nồng độ saccharose ban đầu trong syrup là 63%, lượng acid citric sử dụng là 750 g/100 kg cơ chất (có thể sử dụng acid tartaric hoặc malic để thay thế acid citric), thời gian nghịch đảo kéo dài không quá 2 giờ (Lê Văn Việt Mẫn et al., 2011). Để kiểm tra quá trình nghịch đảo đường hoàn toàn thì có thể sử dụng các cách sau:
- Dùng khúc xạ kế: Đo độ Brix, nếu sau phản ứng độ Brix tăng 1 - 2 đơn vị thì có thể đường đã nghịch đảo xong.
- Kiểm tra bằng pH kế: pH lý tưởng sau nghịch đảo là 3,0 - 4,0, nếu sau phản ứng pH lớn hơn 4,5 có thể phản ứng chưa xảy ra hoàn toàn.
- Dùng thuốc thử Fehling: Dung dịch đường saccharose sẽ không phản ứng với thuốc thử Fehling, nhưng glucose và fructose sẽ phản ứng tạo màu đỏ gạch.
Sau khi đảo ngược syrup, bước tẩy màu được thực hiện nhằm giúp syrup trở nên trắng sáng hơn, tránh hiện tượng vàng gây ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm Giai đoạn này diễn ra ở nhiệt độ 70°C trong khoảng thời gian từ 20 đến 30 phút, sử dụng than hoạt tính với liều lượng từ 0,1% đến 0,2% so với lượng dung dịch, theo nghiên cứu của Lê Văn Việt Mẫn et al.
Dung dịch đường sau khi nấu cần được lọc lại để loại bỏ các tạp chất trong nguyên liệu, quá trình vận chuyển, chế biến và than hoạt tính trong quá trình tẩy màu giúp làm tăng độ trong và đồng nhất của dung dịch đường Đầu tiên dung dịch đường sẽ được tiến hành hơm vào thiết bị lọc khung bản (có thể sử dụng các thiết bị khác). Cần tiến hành hồi lưu dịch lọc cho đến khi dịch lọc trở nên trong suốt thì bắt đầu thu nhận sản phẩm Lưu ý dung dịch đường khi đem đi lọc cần được giữ nóng tránh để nguội, vì khi nhiệt độ dung dịch cao sẽ giảm độ nhớt và tăng khả năng lọc (Lê Văn Việt Mẫn et al., 2011).
Sau quá trình lọc loại bỏ tạp chất, syrup được làm nguội nhanh nhằm mục đích chuẩn bị cho quá trình phối trộn nhiệt độ không cao và giúp giữ màu dung dịch đường không bị sậm do tiếp xúc với nhiệt độ cao quá lâu Syrup sẽ được làm lạnh nhanh nhiệt độ không quá 20 - 25 0 C Cần chú ý là quá trình làm nguội phải được thực hiện trong môi trường kín để tránh sự lây nhiễm của vi sinh vật từ môi trường bên ngoài vào syrup (Lê Văn Việt Mẫn et al., 2011).
CÁCH BẢO QUẢN SẢN PHẨM, CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY ẢNH HƯỞNG CHẤT LƯỢNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
Cách bảo quản sản phẩm
Các sản phẩm nước giải khát, đặc biệt là nước giải khát có gas, có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng, nhưng để giữ độ sủi bọt, độ hoà tan CO2 và hương vị tốt nhất, nên bảo quản lạnh ở nhiệt độ từ 2-10°C trong tủ lạnh.
Để bảo quản đúng cách, tránh để lon ở nơi có ánh nắng trực tiếp và nhiệt độ cao, nhằm giảm nguy cơ tăng nhiệt độ và áp suất bên trong, gây phồng nắp, rò rỉ CO2 và làm biến đổi hương vị Đồng thời, hạn chế rung lắc mạnh và va đập để đảm bảo chất lượng sản phẩm giữ nguyên vẹn.
Hạn chế mở nắp khi không sử dụng và nên sử dụng ngay sau khi mở nắp tránh để ngoài môi trường lâu vì sẽ bị bay hơi CO2.
Một số nguyên nhân gây ảnh hưởng chất lượng nước giải khát có gas
Ảnh hưởng từ quá trình sản xuất:
- Nguồn nguyên liệu đầu vào không đạt chất lượng gây ảnh hưởng chất lượng sản phẩm.
- Hàm lượng CO2 không đạt chuẩn gây ảnh hưởng quá trình bão hoà CO2.
- Quá trình sản xuất bị nhiễm khuẩn sẽ gây nhiễm vi sinh vật vào sản phẩm. Ảnh hưởng từ bao bì:
- Quá trình ghép mí không kín làm CO2 thoát ra và rò rỉ sản phẩm ra bên ngoài.
- Tương tác giữa bao bì và môi trường bên trong và bên ngoài sản phẩm. Ảnh hưởng từ điều kiện bảo quản:
Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp (dưới 0°C) ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm Nhiệt độ cao gây thất thoát CO2 và làm biến đổi về mặt chất lượng, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể khiến sản phẩm bị đông lại, tăng thể tích và gây nguy cơ bể nổ lon trong môi trường kín chứa đầy CO2.
Tránh ánh nắng trực tiếp để bảo vệ sản phẩm khỏi tăng nhiệt độ bất lợi, đặc biệt là những thành phần nhạy cảm với nhiệt như vitamin C, giúp duy trì chất lượng và giá trị dinh dưỡng Quá trình vận chuyển cũng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm, do tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc ánh sáng không phù hợp có thể gây quang hoá, biến đổi hương vị và làm giảm độ tươi ngon của sản phẩm Do đó, cần có biện pháp giữ gìn, kiểm soát nhiệt độ và ánh sáng trong quá trình vận chuyển để đảm bảo sản phẩm đến tay người tiêu dùng luôn tươi mới, đảm bảo yêu cầu vệ sinh và an toàn thực phẩm.
- Quá trình vận chuyển bị rung lắc quá nhiều gây hàm lượng CO2 bị bay hơi mất và gây tăng áp suất chai gây nổ bể chai.
- Vận chuyển thao tác quá mạnh sản phẩm bị va đập mạnh gây hư hỏng biến dạng sản phẩm làm mất tính thẩm mĩ.
Cách khắc phục
Để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng cao, cần kiểm tra nguồn nguyên liệu đầu vào phải thật chất lượng Quá trình sản xuất cần tuân thủ đúng các thông số kỹ thuật và yêu cầu sản xuất đã đề ra Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ khuyến cáo, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng và nguồn nhiệt cao để duy trì chất lượng Khi vận chuyển, cần thực hiện cẩn thận để tránh rung lắc và va đập mạnh, đảm bảo sản phẩm không bị hư hỏng.
CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
Chỉ tiêu cảm quan
Các chỉ tiêu cảm quan về nước giải khát được quy định trong TCVN 12828:2019 như sau:
Bảng 6 Bảng chỉ tiêu cảm quan về nước giải khát theo TCVN 12828:2019
3 Trạng thái Đặc trưng cho sản phẩm Đặc trưng cho sản phẩm Dạng lỏng đồng đều, có thể chứa các phần không đồng nhất đặc trưng của nguyên liệu
Chỉ tiêu hóa lý
Các chỉ tiêu hóa học về nước giải khát được quy định như sau:
Bảng 7 Bảng chỉ tiêu hóa lý về nước giải khát theo TCVN 12828:2019
1 Hàm lượng etanol,% thể tích, không lớn hơn 0,5
+ Đối với nước uống điện giải, không nhỏ hơn
+ Đối với nước uống thể thao, trong khoảng
3 Hàm lượng kali đối với nước uống thể thao, mg/L, trong khoảng Từ 50 đến
4 Hàm lượng cafein đối với nước uống tăng lực có chứa cafein, mg/L, trong khoảng Từ 145 đến
5 Hàm lượng polyphenol đối với nước giải khát có chứa chè, mg/L, trong khoảng 100
Chỉ tiêu vi sinh
Bảng 8 Bảng chỉ tiêu vi sinh về nước giải khát có gas theo QCVN 6-2010/BYT
Tên chỉ tiêu Giới hạn
1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/mL sản phẩm 100
3 E coli, CFU/mL Không được có
4 Streptococci faecal, CFU/mL Không được có
6 Staphylococcus aureus, CFU/mL Không được có
7 Clostridium perfringens, CFU/mL Không được có
8 Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/mL 10
Nước giải khát có gas và đồ uống không cồn trước khi ra thị trường bắt buộc phải tuân thủ các quy định về an toàn thực phẩm để đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng Đáp ứng yêu cầu về giới hạn vi sinh vật theo tiêu chuẩn QCVN 6-2010/BYT (Bảng 8) là điều kiện quan trọng để đưa sản phẩm ra thị trường Việc kiểm soát vi sinh vật giúp đảm bảo độ an toàn và chất lượng của các loại đồ uống này, tuân thủ các quy định pháp luật về an toàn thực phẩm của Việt Nam.
Trong bối cảnh thị trường đồ uống giải khát ngày càng phát triển, nước giải khát có gas đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại Báo cáo này giúp người tiêu dùng hiểu rõ hơn về giá trị và vai trò của nước giải khát có gas, từ đó nâng cao nhận thức về sản phẩm chiếm lĩnh thị trường toàn cầu Nước giải khát có gas đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng sở thích và nhu cầu giải khát của người tiêu dùng, góp phần thúc đẩy sự đa dạng và phát triển của ngành công nghiệp đồ uống.
Quy trình sản xuất nước giải khát có gas là một chuỗi các công đoạn phức tạp, yêu cầu sự chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm Từ giai đoạn xử lý nước, pha chế dung dịch, bão hòa CO₂ đến chiết rót và đóng gói, mỗi bước đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và hương vị của sản phẩm Nhờ ứng dụng công nghệ tiên tiến, ngành công nghiệp này không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
Nước giải khát có gas vẫn giữ vững vị trí hàng đầu trên thị trường toàn cầu nhờ vào sự đổi mới liên tục trong công nghệ sản xuất và cải tiến sản phẩm Việc kết hợp giữa chất lượng, sức khỏe và bảo vệ môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp này Các doanh nghiệp ngày càng chú trọng đến sức khỏe người tiêu dùng và trách nhiệm bảo vệ môi trường để duy trì lợi thế cạnh tranh Trong tương lai, ngành nước giải khát có gas dự kiến sẽ tiếp tục mở rộng nhờ vào những xu hướng đổi mới sáng tạo và cam kết phát triển bền vững.
