Đồ án Quy trình sản xuất nước chanh dây lên men

ĐỀ TÀI Quy trình sản xuất nước chanh dây lên men Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : I. Giới thiệu: Ở Việt Nam, đặc biệt là vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, có nhiều loại cây ăn trái đặc trưng cho xứ nhiệt đới như chuối, cam, xoài,…thích hợp cho việc chế biến thành các loại nước giải khát. Trong đó, chanh dây là loại cây ăn trái tuy mới du nhập và phổ biến ở Việt Nam không lâu nhưng được khá nhiều người ưa thích do hương vị thơm ngon, lại dễ gieo trồng, nên chanh dây đang trở thành một loại cây ăn trái rất có triển vọng. Hiện nay, phần lớn chanh dây được tiêu thụ ở dạng trái cây tươi. Các loại nước giải khát, nước quả cô đặc, hay mứt từ trái chanh dây chưa nhiều. Vì vậy để tận dụng nguồn nguyên liệu, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm nước giải khát trên thị trường, chế biến ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao phục vụ cho tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, khuyến khích bà con nông dân đẩy mạnh phát triển loại cây chanh dây nhiều tiềm năng này thì việc nghiên cứu sản xuất nước chanh dây lên men là rất cần thiết. Ngoài ra, chanh dây là nguồn thực phẩm rất tốt cho sức khỏe, chứa nhiều vitamin A, C và nhiều nguyên tố vi lượng có ích cho tim mạch, giảm cholesterol, chống ung thư. Nước giải khát lên men từ chanh dây là một sản phẩm hoàn toàn mang tính tự nhiên, không sử dụng hóa chất bảo quản, không màu thực phẩm, phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại. Đây là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng, rất tốt cho sức khỏe nếu uống điều độ. 1. Giới thiệu về chanh dây Dây Mát (passiflora edulis sims) Tên khác: Lạc Tiên Trứng, Chùm Bao Trứng, Mác Mát (Tày), Chi Pha Kỳ (H’ Mông), Chanh Dây. Tên nước ngoài: purple passion fruit, purple granadilla (Anh), granadilla (pháp). Họ: Lạc Tiên 1.1. Mô tả Hình 1: Hoa và quả chanh dây Chanh dây là loại dây leo mảnh, dài hàng chục mét. Thân mềm, hình trụ, có rãnh dọc, nhiều lông thưa. Lá mọc so le, chia ba thùy nhẵn bóng, mép khía răng, gốc lá hình tim có hai tuyến nhỏ, đầu nhọn, gân lá chẻ ba từ gốc; lá kèm nhọn hình sợi; tua cuống mọc ở kẽ lá, dài hơn lá, đầu cuộn lại như lò xo. Hoa mọc riêng lẻ ở kẽ lá, có cuống dài, màu trắng; không có tổng bao; đài năm lá màu xanh lục; tràng năm cánh rời nhau, xếp xen kẽ với các lá đài, có một vòng tua gồm rất nhiều phần phụ hình sợi chỉ (tràng phụ) loăn xoăn, phần giữa màu tím; nhị năm mọc ở ngọn cuống nhị nhụy, chỉ nhị nằm ngang, bao phấn màu vàng; bầu thượng hình cầu, một ô. Quả mọng, hình trứng; hạt nhiều có áo bao bọc. Mùa hoa quả: tháng 3 – 5 1.2. Thành phần hóa học Quả dây mát loại tía cho 49,6 % vỏ quả, 36,8 % dịch quả và 13,6 % phần còn lại. Quả dây mát loại vàng cho 61,9 % vỏ quả, 30,9 % dịch quả, 7,4 % phần còn lại. Vỏ quả loại tía có chứa nhiều pectin 1,5 – 2,5 % (tính theo vỏ quả tươi) và 9 – 15 % Canxi pectat (tính theo vỏ quả khô). Nếu đem thủy phân, pectin này cho acid D – galacturonic, L.arabinose và galactose. Vỏ quả dây mát chứa nhiều protein thô 2,04 – 2,84 %, chất chiết bằng ether (mỡ) 0,05 – 0,16 %, tinh bột thô 0,75 – 1,36 %, chất xơ thô 4,57 – 7,13 %, P 0,03 – 0,06 %, Si 0,01 – 0, 04 %, K 0,6 – 0,78 %, vitamin C 78,3 – 166,2 mg/100g, 1,64 % đường (sucrose, glucose và fructose), acid hữu cơ 0,15 % (acid citric, acid malic), chất làm săn da (chủ yếu là tannin) 2,98 %. Vỏ quả loại tía có pelargonidin 3 – diglucosid 1,4 mg/100g. Phần ruột của quả có chứa cyaniding 9 – glucosid 97 %, cyaniding 3 – (6” – malonyl glucosid) 2 % và pelargonidin 3 – glucosid 1 % (CA 127, 1997, 31543Z). Dịch quả loại tía chứa vitamin C 70 mg/100g, acid dehydroscorbic, carotenoid (chủ yếu là β – carotene), tinh dầu, acid amin. Tinh dầu quả loại vàng chứa n – hexyl caproat 70 %, n – hexyl butyrate 13,4 %, ethyl caproat 11 %, n – hexyl 13,4 %, ethyl butyrate 0,95 %. Theo Chassagne David và cs 1996, các tiền chất tạo hương của quả dây mát là 6 – o – α – arabinopyranosyl – β – D – glucopyranoisid của linalol, alcol benzylic và 3 – methyl – but- 2 – en – 1 – ol (CA, 124 : 284349X). Các acid amin trong dịch quả loại tía là leucin, valin, tyrosin, prolin, threonin, glycin, acid aspartic, arginin và lysine. Hạt chiếm 7 – 22 % so với quả loại tía; 2,4 – 12,4 % so với quả loại vàng. Hạt của quả loại tía chứa tới 19 % dầu béo. Các acid béo là acid palmitic 6,78 %, acid stearic 1,6 %, acid arachidic 0,34 %, acid oleic 19,0 %, acid linoleic 59,9 %, acid linolenic 5,4 %. Bảng 1: Thành phần hóa học của thịt quả chanh dây Thành phần 100 g thịt quả Nước 69 – 80 g Protein 2,3 g Béo 2 g Carbohydrate 16 g Chất xơ 3,5 g Ca 10 mg Fe 1 mg Vitamin A 20 đơn vị quốc tế Riboflavin 0,1 mg Nicotinamid 1,5 mg Vitamin C 30 mg Nguồn: Procea 2, 1992 Theo một số tài liệu khác, dây mát có chứa các alkaloid (harman, harmin, harmol, harmalin); các flavonoid (apigenin, luteolin) và triterpen glycoside (Passiflorin bằng (22R), (245 – 22,31 – epoxy – 24 – methyl – 1 α, 3 β, 31 tetraoxy – 9,10 – cylo – 9 β – lanostan – 28 oic acid – β – o – glycosyl ester)). 1.3. Tình hình trồng và phát triển chanh dây ở nước ta Theo Minh Tuấn thì chanh dây xuất hiện ở các tỉnh miền Bắc vào đầu thập niên 90 và khoảng bảy tám năm nay mới vào đến Đồng Bằng Sông Cửu Long. Vì ở Việt Nam có cây chanh dây (miền Trung gọi là cây chùm bao – một loại cây hoang dại có tác dụng chữa bệnh mất ngủ) nên loại dây leo trái tròn, lớn gấp đôi trái binh – bông, vỏ màu xanh khi chín màu vàng lợt, ruột trái có vị chua thanh hơi giống chanh mới có tên gọi là “chanh dây”. Chanh dây vào Việt Nam có hai giống, phân biệt bằng xuất xứ và màu vỏ. Giống chanh dây vỏ màu vàng có nguồn gốc từ Sri Lanka, Uganda và Hawaii có mặt ở Việt Nam với tên gọi chanh dây. Có khuyến cáo trồng giống chanh dây vỏ vàng ở vùng nhiệt đới nóng ẩm, giống cho trái theo mùa, tỷ lệ cơm thu hồi cũng như chất lượng cơm cao, nhưng năng suất không cao lắm. Tuy nhiên, trồng ở vùng tương đối cao như Lâm Đồng cũng cho trái nhiều. Chanh dây có vỏ màu đỏ có nguồn gốc từ Đài Loan và Australia, thích ứng với các vùng khí hậu mát mẻ, nhiệt độ bình quân 18 – 200C, cao độ trung bình từ 800 – 1.000 m so với mực nước biển, có khả năng ra hoa và đậu quả quanh năm, cho năng suất rất cao. Tại Đức Trọng (Lâm Đồng) giống chanh dây vỏ đỏ được nhập từ Đài Loan có tên khoa học là Passiflora edulis, dân địa phương gọi là cây “mát mát”, người Đài Loan gọi là Bách hương quả. Cán bộ kỹ thuật địa phương cho biết tại Đức Trọng có thể xuống giống bất cứ tháng nào trong năm. Cây chanh dây trưởng thành được mô tả giống như cây su su bò trên giàn và cho quả quanh năm. Một chu kỳ kinh tế của vườn chanh dây là ba năm. Trong ba năm thu hoạch hai vụ, mỗi vụ kéo dài 18 tháng, giữa hai vụ áp dụng kỹ thuật cắt đốn cành giống như với trái nho, chăm bón cho vụ sau. Sau khi thu hoạch vụ hai nên phá bỏ, trồng lại thì cây mới sai quả, quả to và ít bị sâu bệnh hại. Năng suất trung bình của các hộ trồng chuyên đạt 45 – 50 tấn/ha, nếu chăm sóc tốt có thể đạt 80 – 100 tấn/ha. 1.4. Công dụng Quả chín ăn được, dùng làm đồ tráng miệng sau bữa ăn. Theo tài liệu nước ngoài, thịt quả dây mát được dùng làm thuốc bổ, kích thích thần kinh. Thịt quả và dịch quả được coi là có giá trị dinh dưỡng cao dụng để pha chế đồ uống, làm đồ hộp, bánh kẹo, kem. Dầu từ hạt có thể dùng để ăn và dùng trong kỹ nghệ sơn và verni. (Đỗ Huy Bích và ctv, 2004) Trái chanh dây không chứa cholesterol, giàu vitamin A và C, là nguồn cung cấp kali và chất sắt dồi dào, nguồn chất xơ tuyệt hảo và giúp làm dịu các cơ đang bị căng cứng. Ở nhiều nước, người ta dùng trái chanh dây để chế biến thành nhiều thứ bánh ngọt khác nhau, kết hợp hoặc không kết hợp với các loại trái cây khác để làm kem, yaourt… Còn ở nước ta, cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với đá để làm nước uống giải khát. 2. Nấm men Nấm men là tên gọi thông thường của một nhóm nấm có vị trí phân loại không thống nhất nhưng có chung các đặc điểm sau đây: - Nói chung có tồn tại trạng thái đơn bào - Đa số sinh sôi nảy nở theo lối nảy chồi, có khi sinh sôi theo hình thức phân cắt tế bào - Nhiều loại có khả năng lên men đường - Thành phần tế bào có chứa mannan - Thích nghi với môi trường chứa đường cao, có tính acid cao. Nấm men phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong các môi trường có chứa đường, có pH thấp, chẳng hạn như trong hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, mật ong, trong đất ruộng mía, đất vườn cây ăn quả, trong đất có nhiễm dầu mỏ (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 2000). Quá trình lên men rượu được thực hiện nhờ loài saccharomyces, loài này có tính kỵ khí không bắt buộc, chúng có khả năng hô hấp và lên men, khả năng lên men của chúng rất khác nhau. Sinh trưởng kỵ khí nghiêm ngặt ở Saccharomyces cerevisiae chỉ xảy ra ở một vài thế hệ, bởi vì sự tổng hợp sterol cần cho việc tạo thành cấu trúc màng tế bào đòi hỏi phải có oxy. Nếu sterol và acid chưa no được cung cấp thì nấm men có thể sinh trưởng trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt trong tự nhiên như trong đất, thực phẩm, rau quả. Nấm men sẽ sinh sản bằng nha bào trong điều kiện nuôi cấy không thuận lợi hoặc môi trường quá nghèo dinh dưỡng (Bùi Thị Huỳnh Hoa, 2000). Dựa vào đặc tính của quá trình lên men mà nấm men được chia làm 2 dạng chính: Nấm men nổi: gây ra sự lên men nổi, lên men ở nhiệt độ cao từ 20 – 280C. Quá trình lên men nhanh, tạo nhiều bọt, do tác dụng thoát khí CO2 nhiều nên trong thời gian lên men nấm men nổi trên hoặc lơ lửng trong dịch lên men và chỉ lắng xuống đáy thành một lớp xốp khi quá trình lên men kết thúc. Nấm men chìm: quá trình lên men chậm ở nhiệt độ 5-100C, CO2 thoát ra ít trong quá trình lên men, nấm men ở đáy thùng lên men. II. Nguyên liệu: 1. Nguyên liệu chính: Sử dụng dạng quả chanh dây màu tím đã đạt độ chín kỹ thuật: có màu tím xanh; trạng thái: hình bầu dục, còn nguyên vẹn, không dập nát. 2. Nguyên liệu phụ: Đường: Dùng để điều chỉnh độ Brix tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men và dùng để điều chỉnh vị chua của sản phẩm sau lên men. Sử dụng đường saccharose tinh luyện, dạng đường cát trắng tinh khiết, được đóng gói kỹ thuật của công ty đường Khánh Hòa. Nấm men Nấm men được sử dụng là chủng Saccharomyces Cerevisiae thuộc chủng nấm men nổi, được giữ trong ống nghiệm, nấm men đang ở dạng tiềm sinh trong môi trường thạch nghiêng và đem đi tăng sinh trong môi trường dịch quả chanh dây. Axit citric (C6H7O8) Sử dụng ở dạng tinh thể màu trắng, tan vô hạn trong nước và tạo dung dịch trong suốt. Acid citric được sử dụng để làm giảm độ pH cho dịch lên men. Enzyme Pectinaza Pectinaza có tên thương mại là Novoferin 14, là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp chất pectin (có phân tử trọng lớn) thành các hợp phần khác nhau có phân tử lượng thấp hơn cơ chất ban đầu. Bổ sung enzyme Pectinaza vào thịt quả chanh dây nhằm mục đích: ép dịch được dễ dàng hơn (ép được nhiều dịch), tạo ra nhiều đường hơn cho dịch ép, làm cho dịch ép trong đẹp hơn. Na2CO3 Sử dụng nhằm mục đích tạo pH thích hợp cho quá trình lên men. Na2CO3 được sử dụng ở dạng hạt, màu trắng. III. Quy trình sản xuất: Chanh dây Xử lý Ủ Enzyme Pectinaza Ép lấy dịch t0 = 400C T = 60 phút Pha loãng Nước 50% Phối chế Đường Na2CO3 Thanh trùng Nấm men t0 = 600C T = 15 phút Tăng sinh Lên men t0 = 25-270C ĐTH = 200Brix TLMTH = 1.5% tTH = 72 giờ Ph TH = 4 Xử lý sau lên men (điều vị ở 6% syrup) Thanh trùng t0 = 60 - 620C T =30 phút Chiết chai ( thủy tinh 240 ml ) Sản phẩm Sơ đồ quy trình sản xuất nước chanh dây lên men ù Thuyết minh quy trình: Nguyên liệu: Nguyên liệu có vai trò quyết định chất lượng của sản phẩm. Nguyên liệu chanhn dây dùng chế biến nước giải khát lên men phải là chanh dây có độ chín kỹ thuật ( màu tím, bề mặt hơi nhăn, bổ ra có dịch màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng), không bị sâu bệnh, úng thối, không bầm dập. Xử lý: Trái chanh dây khi mới mua về được đem đi rửa sạch bằng vòi nước chảy để loại bỏ các tạp chất bám trên quả đồng thời loại bỏ một phần vi sinh vật bám trên bề mặt qủa. Sau đó để ráo và tiến hành bổ đôi tách bỏ vỏ chỉ lấy phần cơm và dịch. Quá trình xử lý cần diễn ra nhanh để tránh hiện tượng oxy hóa dịch quả. Ủ và bổ sung enzyme Pectinaza: sau xử lý cần mang đi bổ sung enzyme Pectinaza và ủ ngay ở nhiệt độ 400C trong 1h. Ủ nhằm làm tăng hiệu suất ép dịch, làm giảm độ nhớt của dịch lên men, tăng chất lượng của dịch ép cả về mặt hóa lý và cảm quan. Về hóa lý hàm lượng đường trong dịch nhiều hơn do quá trình thủy phân pectin tạo đường đơn. Về cảm quan thì màu đẹp, trong, tươi hơn so với dịch quả ban đầu. Ép dịch: sau khi ủ cần tiên hành ép dịch ngay, lọc rồi điều chỉnh thành phần của dịch để tiến hành lên men ngay, tránh hiện tượng oxy hóa. Phối chế: dịch ép được pha thêm 50% nước để làm giảm giá thành sản phẩm, sẽ có nồng độ chất khô khoảng 8-8.50Bx, nghĩa là dịch lên men còn thiếu khoảng 12-130Bx nữa. Do đó tiên hành bổ sung đường để dịch lên men đạt 200Bx. Đồng thời dịch ép có pH thấp (khoảng 2.5 -3 ). Do vậy, cần bổ sung thêm Na2CO3 để điều chỉnh pH dịch về 4. Na2CO3 được hòa tan trong nước rồi nhỏ từ từ vào dịch ép cho đến khi đạt giá trị pH yêu cầu. Thanh trùng: Dịch ép được thanh trùng ở 600C trong 15 phút để diệt khuẩn, enzyme và tạo điều kiện cho quá trình hòa tan các chất dùng điều chỉnh thành phần vào dịch lên men. Lên men: sau thanh trùng dịch ép được làm nguội và cho lên men ngay. Thực hiện lên men yếm khí ở 26 ± 10C, trong thời gian 72h. Xử lý sau lên men: Sau khi kết thúc lên men, nước giải khát được lắng gạn rồi lọc bằng vải lọc, sau đó tiến hành điều vị sản phẩm với tỷ lệ syrup bổ sung là 6%. Syrup đường được làm như sau: Nước và đường được phối trộn với tỷ lệ 1/7 sau đó đem đun sôi trong 10 phút. Sau đó tiến hành bổ sung acid citric theo tỷ lệ nước/acid citric : 200/1 (g/g) nhằm để điều hòa vị và tránh hiện tượng lại đường trong sản phẩm sau này. Tiếp đến ta đun sôi dịch tiếp trong 10 phút để hòa tan hoàn toàn các thành phần vào dịch syrup. Sau đó làm nguội đến 600C và lọc bằng vải lọc nhằm loại bỏ tạp chất làm cho dịch syrup được sạch hơn và sản phẩm sau này đạt chất lượng tốt hơn. Tiếp tục làm nguội đến 200C và đem đi sử dụng. Thanh trùng: tiến hành thanh trùng ở nhiệt độ 60-620C trong 30 phút để đình chỉ quá trình lên men, duy trì sản phẩm ở độ rượu nhất định và tiêu diệt vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn lactic. Tiếp đến đem sản phẩm đi chiết chai, đóng nắp và bảo quản. Sản phẩm nước chanh dây lên men TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Bạch Tuyết. 1994. Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm. NXB Giáo dục Lương Đức Phẩm. 2006. Nấm men công nghiệp- NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. Lương Đức Phẩm. 2001. Vi sinh vật học và an toàn vệ sinh thực phẩm. NXB Nông Nghiệp. Nguyễn Văn Tiếp, Quách Đĩnh, Ngô Mỹ Văn. 2000. Kỹ thuật sản xuất đồ hộp, rau quả. Thành phố Hồ Chí Minh: NXB Thanh Niên. Lê Ngọc Tú. Hóa sinh công nghiệp- NXB Khoa học và kỹ thuật. Trần Thị Luyến (1998), Công nghệ chế biến các sản phẩm lên men- NXB Nông nghiệp TPHCM Nguyễn Thị Huỳnh Vân. 2008. Nước chanh dây lên men. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm. Khoa Nông nghiệp-TNTN trường ĐH An Giang. Lê Cảnh Tuấn. Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm nước giải khát chanh dây lên men. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khoa Chế biến trường ĐH Nha Trang.