Nghiên cứu công nghệ sán xuất nước giải khát từ quả Sơri

Nghiên cứu công nghệ sán xuất nước giải khát từ quả Sơri Nghiên cứu công nghệ sán xuất nước giải khát từ quả Sơri Nghiên cứu công nghệ sán xuất nước giải khát từ quả Sơri luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

# "

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ QUẢ SƠRI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LÊ THANH VÂN

Người hướng dẫn khoa học: PGS – TS LÊ THANH MAI

HÀ NỘI 2006

MỤC LỤC

Mục lục 1

Danh mục các bảng 3

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 5

Lời mở đầu 6

Chương 1 - TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả 7

1.1.1 Giới thiệu về các dạng nước quả 7

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới 7

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả ở Việt Nam 9

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu quả sơri 11

1.2.1 Nguồn gốc, thành phần hóa học và đặc điểm sinh thái quả sơri11 1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả sơri tại Việt Nam 21

1.2.3 Một số sản phẩm chế biến từ quả sơri 24

1.3 Ứng dụng enzim trong quá trình chế biến nước quả 28

1.3.1 Pectin trong nước quả 29

1.3.2 Giới thiệu chế phẩm enzim pectinaza 30

1.3.3 Sử dụng enzim pectinaza trong sản xuất nước quả 31

Chương 2 - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu 34

2.1.1 Nguyên liệu chính – quả sơri 34

2.1.2 Các chế phẩm enzim 34

2.1.3 Các nguyên liệu phụ khác và phụ gia 34

2.2 Hóa chất và thiết bị thí nghiệm 35

2.2.1 Hóa chất 35

2.2.2 Thiết bị 35

2.3 Phương pháp nghiên cứu 36

2.3.1 Xử lý quả 36

2.3.2 Phương pháp hóa lý 37

2.3.3 Phương pháp công nghệ 43

2.3.4 Khảo sát tính năng công nghệ của một số chất phụ gia 45

2.3.5 Khảo sát chế độ thanh trùng 46

2.3.6 Phương pháp đánh giá cảm quan 48

2.3.7 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 49

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát chọn quả sơri thích hợp cho quá trình chế biến nước quả 53

3.1.1 Xác định giống sơri thích hợp 53

3.1.2 Chọn độ chín của quả sơri thích hợp cho chế biến nước quả 55

3.2 Nghiên cứu quá trình chế biến dịch quả để sản xuất nước quả 56

3.2.1 Chọn chế độ chần 56

3.2.2 So sánh các phương pháp thu hồi dịch quả 59

3.2.3 Tối ưu hóa quá trình sử dụng enzim pectinex Ultra SP-L để trích ly dịch quả 59

3.3 Nghiên cứu sản xuất một số loại nước quả 66

3.3.1 Sử dụng chế phẩm enzim Pectinex Ultra SP- L làm ổn định khối thịt quả trong sản xuất nước quả dạng nectar 66

3.3.2 Nghiên cứu sử dụng enzim Pectinex 3XL làm trong dịch quả 72 3.3.3 Nghiên cứu sản xuất nước quả đục 76

3.3.4 Quy trình công nghệ sản xuất ba loại nước quả 77

3.3.5 Xác định tỉ lệ phối chế 82

3.4 Khảo sát chế độ thanh trùng 84

3.5 Kiểm tra sản phẩm 85

3.5.1 Thành phần hóa học của sản phẩm 85

3.5.2 Các chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm 85

3.6 Đánh giá cảm quan sản phẩm 85

3.7 Giá thành sản phẩm tính theo nguyên liệu 91

Chương 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 92

4.2 Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC

NỘI DUNG LUẬN VĂN

1 Mở đầu:

Sơri (Malpighia glabra L.) là một trong những loại quả nhiệt đới có nguồn gốc ở Tây Âu, Nam Mỹ, Nam Florida, Hawaii… và du nhập vào Việt Nam trước 1975

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới rất phù hợp cho điều kiện và phát triển của cây sơri Cây sơri được trồng quanh năm ở tất cả miền nam Việt Nam nhưng nhiều nhất là ở Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang, xã Bình Phú, tỉnh Bến tre… Phần lớn sơri ở Gò Công xuất khẩu dưới dạng ăn tươi, phần nhỏ được tiêu thụ ở thị trường trong nước, riêng sơri xã Bình Phú phần lớn tiêu thụ ở thị trường trong nước, phần nhỏ sản xuất rượu vang với qui mô nhỏ Để đa dạng hóa sản phẩm, có thể nghiên cứu thêm một số công nghệ chế biến sơri thành các dạng sản phẩm mới đặc biệt là các loại sản phẩm đồ uống

Trong qui trình chế biến quả thành các sản phấm đồ uống, đặc biệt là chế biến loại thịt quả như sơri cần qua hai công đoạn rất quan trọng là: Chiết xuất dịch từ quả và làm trong dịch quả Đối với việc chiết xuất gặp nhiều khó khăn, hiệu suất thu hồi dịch quả thấp (50-55%), đồng thời nếu sử dụng các phương pháp làm trong truyền thống thì dịch quả không thể vừa đạt được độ trong ổn định lâu dài mà vẫn giữ được chất lượng, hương vị tự nhiên Để khắc phục được các nhược điểm, nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả và đạt đến độ trong ổn định, các nhà nghiên cứu cần tìm ra một công nghệ sản xuất thích hợp

Trên thế giới từ lâu người ta đã nghiên cứu để sử dụng enzym pectinaza và một số loại enzym đặc biệt khác cho sản xuất qui mô công nghiệp Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học và kỹ thuật, việc sử dụng enzym pectinaza trong công nghệ thực phẩm trở nên rất phổ

biến Vì vậy, việc nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho quá trình sử dụng enzym trong sản xuất nước quả là thực sự cần thiết

2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1 Nguyên liệu:

- Sơri chua của huyện Gò Công Đông Tỉnh Tiền Giang

- Chế phẩm enzym pectinaza: (Novo- Industry- Đan Mạch)

* pectinex ultra SP-L

* pectinex 3XL

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.2.1.1 Nghiên cứu sử dụng enzym pectinex Ultra SP-L làm tăng

hiệu suất trích ly dịch quả

Dùng phương pháp qui hoạch thực nghiệm để khảo sát đồng thời ba yếu tố: nồng độ, nhiệt độ, thời gian thích hợp xử lý enzym để làm tăng hiệu suất trích ly dịch quả sơri

2.2.1.2 Nghiên cứu sử dụng enzym pectinex Ultra SP-L để làm ổn

định trạng thái nectar sơri

- Nghiên cứu nồng độ enzym thích hợp

- Nghiên cứu nhiệt độ thích hợp

- Nghiên cứu thời gian thích hợp

- Đưa ra qui trình sản xuất nectar từ quả sơri có sử dụng enzym

2.2.1.3 Nghiên cứu sử dụng enzym chất phụ gia để sản suất nước

quả đục sau khi đã sử dụng enzym pectinex Ultra SP-L để trích ly dịch quả:

- Nghiên cứu tính năng công nghệ của một số chất phụ gia có khả năng tạo gel, nhớt, chống tách pha như: Agar, pectin, tinh bột, CMC

- Đưa ra qui trình công nghệ sản xuất nước quả đục từ quả sơri

2.2.1.4 Nghiên cứu sử dụng enzym pectinex 3XL để làm trong dịch quả:

- Nghiên cứu nồng độ enzym thích hợp

- Nghiên cứu nhiệt độ thích hợp

- Nghiên cứu thời gian thích hợp

- Đưa ra qui trình công nghệ sản xuất nước quả trong từ quả sơri

2.2.1.5 Nghiên cứu tỉ lệ phối chế các loại nước quả từ sơri

- Phối chế sản phẩm với nhiều tỉ lệ khác nhau, dùng phương pháp cảm quan thị hiếu Từ ý kiến của 60 học sinh thích hoặc không thích chọn ra được mẫu sản phẩm được ưa thích nhất

2.2.1.6 Nghiên cứu chế độ thanh trùng

Dựa vào tài liệu tham khảo, thực tế đưa ra công thức thanh trùng cho phù hợp với ba loại nước quả sơri

2.2.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu:

- Mẫu thí nghiệm cho nghiên cứu quá trình chiết xuất dịch quả được chuẩn bị như sau:

Áp dụng phương pháp qui hoạch thực nghiệm: làm 8 mẫu thí nghiệm mỗi mẫu ba lần lặp lại Mỗi mẫu 300g

- Nồng độ enzym thay đổi từ 0,01% đến 0,05%

- Thời gian thay đổi từ 0,5 giờ đến 2,5 giờ

- Nhiệt độ thay đổi từ 250C đến 500C

- Mẫu thí nghiệm cho quá trình ổn định trạng thái nectar được chuẩn bị như sau: thịt quả được chia thành các mẫu, mỗi mẫu 200g

- Mẫu thí nghiệm cho quá trình chống tách lớp pha được chuẩn bị mỗi mẫu 200g

- Mẫu thí nghiệm cho quá trình làm trong dịch quả mỗi mẫu chuẩn bị 200g

- Cảm quan sản phẩm để chọn ra mẫu sản phẩm ưa thích nhất đồng thời

xác định tỉ lệ phối chế được chuẩn bị như sau:

¾ Làm một số sản phẩm cho mỗi loại nước quả theo tỉ lệ tự chọn

¾ Làm phiếu đánh giá cảm quan phát cho 60 học sinh ngành chế biến và

bảo quản thực phẩm, với 9 thang điểm rất thích 1 điểm

¾ Thống kê lại số người ưa thích sản phẩm, từ đó chọn tỉ lệ phối chế của

sản phẩm được ưa thích

- Khảo sát chế độ thanh trùng được chuẩn bị như sau:

¾ Cho dịch quả đã phối chế vào chai thủy tinh 250ml

¾ Cắm nhiệt kế vào tâm chai thủy tinh không đóng nắp

¾ Cho vào bể điều nhiệt

¾ Đọc nhiệt độ, thời gian 2 phút

- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng: hàm lượng đường, axit, Vitamin C,

hàm lượng chất khô hòa tan, pH… bằng phương pháp hóa học

- Độ trong dịch quả bằng máy đo độ đục

- Độ nhớt dịch quả bằng máy đo độ nhớt Brookfield

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Khảo sát chọn quả sơri thích hợp cho quá trình chế biến nước quả

3.1.1 Xác định giống sơri thích hợp

Bảng 3.1 Thành phần cấu tạo của quả sơri chín

Quả sơri chín

Tỷ lệ

thịt

quả

Chất khô hòa tan

3.12 Chọn độ chín của quả sơri thích hợp cho chế biến nước quả

Bảng 3.2: Sự biến đổi thành phần hóa học của quả sơri

Độ chín của quả

(xanh)

Vừa chín tới (đỏ tươi)

Chín hoàn toàn (đỏ thẩm)

3.13 Chọn chế độ chần:

Chần ở nhiệt độ 85oC trong 1 phút thích hợp về mặt kinh tế do tỉ lệ thu hồi thịt quả cao nhất (72,2%) ở chế độ này tuy có tổn thất Vitamin C nhưng hàm lượng Vitamin C còn lại cũng khá cao: 833,66mg%

3.14 So sánh các phương pháp thu hồi dịch quả:

Sử dụng 3 phương pháp:

¾ Lọc qua vải

¾ Ly tâm lắng

¾ Sử dụng enzim pectinex Ultra SPL

Khi sử dụng enzim pectinex Ultra SPL tỷ lệ thu hồi dịch quả rất cao 91,7% cao rất nhiều so với lọc qua vải (52,3%) và ly tâm lắng (67%) đồng thời màu sắc khi sử dụng enzim cũng đẹp hơn nhiều

3.15 Tối ưu hóa quá trình sử dụng enzim Ultra SPL để trích ly dịch quả:

Trong thí nghiệm này chúng tôi muốn tìm điều kiện tối ưu khi sử dụng enzim cho quá trình trích ly thu hồi dịch quả Thông số muốn tối ưu là thể tích dịch quả được trích ly Các yếu tố ảnh hưởng đến thông số tối ưu là: Nồng độ enzim, nhiệt độ và thời gian thủy phân của enzim

Đặt các biến như sau:

1

2

~

~x3: nhiệt độ t (oC) ~x3Є (25 – 50)

dạng:

y=b0 +b1~x1 +b2~x2 + b3~x3

Số thí nghiệm thực hiện : N = 23 = 8

Thực nghiệm được tiến hành trên 8 mẫu Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Sau tính toán kiểm tra mô hình thích ứng, xác định điểm tối ưu bằng đồ thị:

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm

[E] (%)

2

~

x

τ (h)

3

~

x

t ( 0 C)

y

V (ml)

256 258 260 262 264 266 268 270

Nồng độ enzim (%)

Hình 3.1 Đồ thị xác định điểm tối ưu

Kết luận: Hiệu suất trích ly tối ưu ở điều kiện:

= [E] = 0,033 %

1

~

x

= τ = 1,67 ≈ 1

2

3

~

x = to = 35,4 0 C

y = Vmax ↔

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng nồng độ enzim Pectinex Ultra SP_L thì hiệu suất trích ly dịch quả tăng và đạt cực đại khi nồng độ enzim là 0,033% Sau đó nếu tiếp tục tăng nồng độ enzim thì hiệu suất trích ly giảm và nếu tiếp tục tăng từ 0,042% trở đi thì hiệu suất trích ly không thay đổi nữa

3.3 Nghiên cứu sản xuất một số loại nước quả sơ ri:

3.3.1 Sử dụng chế phẩm enzim pectinex Ultra SP-L làm ổn định khối thịt quả trong sản xuất nước quả dạng nectar:

mẫu còn lại với nồng độ enzim thay đổi từ 0,005 – 0,050 (so với trọng lượng

thịt quả để ở nhiệt độ phòng (32 ± 2oC) trong thời gian 1 giờ Sau đó tiến hành sản xuất thử nectar sơri bảo quản 1 tháng

Đo độ nhớt, quan sát cấu trúc trên cơ sở các số liệu thu được, chúng tôi

đi đến kết luận: Đối với quả sơ ri, khi xử lý enzim Ultra SP-L với nồng độ

0,025%-0,030% trong thời gian 1 giờ đã ổn định được trạng thái sản phẩm của nectar

3.3.2 Xác định thời gian xử lý enzim Ultra SP-L thích hợp:

Tiến hành 5 thí nghiệm: 1 thí nghiệm đối chứng không có enzim, 4 thí nghiệm còn lại với nồng độ enzim 0,025% trong khoảng thời gian khảo sát từ

0,5 giờ đến 2 giờ ở nhiệt độ phòng 32 ± 2oC Sau đó tiến hành sản xuất thử nectar sơri bảo quản 1 tháng

Đo độ nhớt quan sát cấu trúc kết quả cho thấy nectar sơri có trạng thái

ổn định, đồng nhất Chúng tôi chọn chế độ xử lý như sau để đưa vào sản xuất nectar:

¾ Thời gian thủy phân : 1 giờ

¾ Nhiệt độ thủy phân : 32 ± 2oC

3.3.3 Nghiên cứu sử dụng enzim pectinex 3XL để làm trong dịch quả: 3.3.3.1 Xác định nồng độ enzim pectinex 3XL thích hợp:

Dựa vào kết quả một số thí nghiệm thăm dò và qua tài liệu tham khảo, chúng tôi tiến hành khảo sát enzim ở các điều kiện sau:

¾ Nồng độ enzim pectinex 3XL : 0,01% – 0,05%

¾ Nhiệt độ thủy phân : 45 oC - 50oC

Tiến hành 6 thí nghiệm trong đó 1 thí nghiệm đối chứng, 5 thí nghiệm còn lại có nồng độ enzim thay đổi từ 0,01% - 0,05%, ở 45 oC -50 oC trong 2 giờ

Sau đó các mẫu đều được lọc hút chân không và đưa đi pha chế thành sản phẩm nước quả trong Bảo quản trong 3 tháng

Qua kết quả có thể nhận xét như sau: Enzim có thể làm trong dịch quả ngay ở cả tỷ lệ enzim rất nhỏ 0,010% Ttuy nhiên độ trong này chưa chắc đã

hoàn toàn ổn định, khi có các tác động từ bên ngoài làm thay đổi một số thông

số trạng thái của dịch, hoặc xuất hiện một số tác nhân có thể gây keo tụ thì dịch có thể bị đục lại Do đó, khi xét đến hiệu quả tác dụng của enzim không thể chỉ căn cứ vào độ trong đạt được sau quá trình sơ chế, mà cần đảm bảo lọai bỏ triệt để các thành phần có thể gây đục cho hệ quả để giữ ổn định chất lượng cho sản phẩm trong thời gian bảo quản và lưu thông trên thị trường

Chúng tôi nhận thấy tỷ lệ enzim dùng cho quá trình làm trong dịch quả

sơ ri là 0,04% trở lên

3.3.3.2 Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình làm trong dịch quả

Để khảo sát được nhiệt độ xử lý thích hợp, chúng tôi tiến hành khảo sát trong các điều kiện:

¾ Cố định nồng độ enzim pectinex 3XL là 0,04%

¾ Cố định thời gian thủy phân là 2 giờ

¾ Nhiệt độ thay đổi từ 30oC -55oC

Tiến hành 7 thí nghiệm trong đó 1 thí nghiệm đối chứng, 6 thí nghiệm còn lại thay đổi từ 30 oC đến 55oC Giữ các nhiệt độ đó trong 2 giờ với nồng

độ enzim 0,04% Sau đó phối chế thành sản phẩm nước quả trong

Kết quả cho thấy nhiệt độ từ 45oC -50oC là khoảng nhiệt độ thích hợp cho enzim pectinex 3XL thủy phân, độ trong suốt của dịch quả đạt được cao đồng thời cũng rất ổn định

3.3.3.3 Xác định thời gian thủy phân của enzim pectinex 3XL đến

quá trình làm trong dịch quả

Các mẫu dịch quả được bổ sung enzim với tỷ lệ thích hợp, để ở nhiệt

độ phòng trong các khoảng thời gian khác nhau từ 0,5 đến 2,5 giờ Sau đó tiến hành phối chế thành nước quả trong Bảo quản 3 tháng

Qua kết quả thí nghiệm có thể đi đến kết luận: khoảng 2 giờ trở lên sẽ

đủ để enzim pectinex 3XL thủy phân hoàn toàn các thành phần gây đục trong dịch quả

Từ các kết quả về nhiệt độ, thời gian, nồng độ enzim pectinex Ultra

SP-L chúng tôi đưa vào để sản xuất nước quả trong

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của pectinex 3XL đến quá trình làm trong dịch quả

sơri

Trạng thái dịch Mẫu

Có enzim Dịch phân lớp rõ, có nhiều cặn mịn, lắng ở đáy Trong suốt Kết quả cho thấy tác dụng của enzim trong quá trình làm trong dịch quả, chất lượng không bị biến đổi và thời gian của quá trình được rút ngắn nhiều so với các phương pháp truyền thống

3.3.2 Nghiên cứu sản xuất nước quả đục:

Thịt quả sơri khi được sử dụng enzim pectinex Ultra SP-L để tăng hiệu suất trích ly dịch quả được lọc thô qua vải lọc Dịch quả sau lọc còn một ít thịt quả Các thành phần trong dịch quả không đồng nhất nên bị phân lớp rất rõ khi gia nhiệt Do đó cần nghiên cứu để đưa phụ gia vào nhằm làm tăng độ nhớt, ổn định trạng thái của nước quả đục

Sau khi khảo sát tính năng công nghệ của một số chất phụ gia, chúng tôi chọn pectin và CMC làm chất ổn định của nước quả đục