Tài liệu Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất mứt nha đam đông

1 LỜI NÓI ĐẦU Khi chất lượng cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng các loại thực phẩm có sự đòi hỏi cao về hình thức và chất lượng, đồng thời tính tiện dụng cao. Mứt là sản phẩm truyền thống có từ lâu đời ở nước ta, được chế biến từ rất nhiều loại rau quả khác nhau như dứa, xoài, dừa, bí… Tuy nhiên, trong những năm gần đây, thị trường mứt dần trở nên bão hòa khi các sản phẩm mứt vẫn rất “bảo thủ”, kém phong phú, ít thay đổi về hương vị và chủng loại. Trong khi đó, nha đam là loại cây có rất nhiều chức năng dinh dưỡng, cho sản lượng lớn nhưng lại chưa được chú ý đến, đặc biệt hiện nay trên thị trường chưa có sản phẩm mứt làm từ nha đam. Vì vậy việc nghiên cứu sản phẩm mứt từ nha đam là cần thiết nhằm tạo ra sản phẩm mới, tận dụng được nguồn nguyên liệu dồi dào, đồng thời nâng cao giá trị kinh tế cho cây nha đam. Bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu sản xuất, ứng dụng lý thuyết vào thực tế sản xuất các mặt hàng thực phẩm, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất mứt nha đam đông”. Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Nghiên cứu quy trình sản xuất mứt nha đam đông, xác định các thông số thích hợp trong các công đoạn sản xuất. - Xác định thành phần khối lượng, hàm lượng đường, hàm lượng acid, độ ẩm và hàm lượng tro của nguyên liệu. - Đề xuất quy trình sản xuất thử nghiệm đồ hộp mứt nha đam đông, đánh giá hiệu quả và hạch toán sơ bộ giá thành sản phẩm. Tuy đã cố gắng rất nhiều trong thời gian làm đề tài, nhưng do thiếu kinh nghiệm trong nghiên cứu khoa học cũng như trong thực tế sản xuất cùng với sự hạn chế về thời gian thực tập nên sự thiếu xót trong đề tài là không thể tránh khỏi. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý, giúp đỡ của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, tháng 6 năm 2011. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Liên 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về mứt quả [1] [3] [9] 1.1.1. Định nghĩa về mứt Mứt quả là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc bán chế phẩm của quả như bột quả nghiền, nước quả…nấu với đường đến độ khô 65-70%. Đường cho vào mứt không chỉ tăng độ ngọt và tăng giá trị dinh dưỡng mà còn có tác dụng bảo quản sản phẩm. Trong mứt có hàm lượng đường cao, tế bào vi sinh vật ở trạng thái co nguyên sinh nên ngùng hoạt động. Vì vậy có nhiều loại mứt quả không cần thanh trùng mà vẫn bảo quản dài ngày được. Một số dạng mứt khác có độ khô thấp hơn cần phải thanh trùng với thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, chủ yếu diệt nấm men, nấm mốc, còn vi khuẩn không phát triển ở trong mứt, là môi trường có độ axit cao (0,4-0,7% tương ứng với pH = 3,8). Phần lớn mứt có độ đông nhất định, chất tạo đông có sẵn trong quả là pectin. Trường hợp cần tăng độ đông cho sản phẩm có thể dùng pectin bột, pectin lỏng, agar hoặc các loại quả giàu pectin. Trong quá trình tồn trữ, đường trong sản phẩm dần bị bão hòa. Khi ấy trên bề mặt sản phẩm xuất hiện những giọt nước đọng, sau đó dần dần khối mứt bị vữa. Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hiện tượng vữa là độ axit của sản phẩm, mứt nhiễm tạp chất và các tác động cơ học tới sản phẩm mứt. Nếu sản phẩm có hàm lượng axit xitric cao (độ pH thấp hơn 2,8), hoặc chứa nhiều tạp chất và chịu tác động cơ học nhiều thì dễ bị vữa hơn. 1.1.2. Đặc điểm và phân loại 1.1.2.1. Mứt đông Mứt đông có tên tiếng Pháp là Gelee, tiếng Anh là Jelly. Mứt đông được sản xuất từ nước quả hoặc siro quả. Dùng nước quả và siro quả ở dạng trong. Nếu nước quả đã được sunfit hóa, trước khi nấu mứt cần khử SO2 để hàm lượng SO2 trong mứt quả không quá 0,025%. Tùy theo độ nhớt của nước quả và độ đông của sản phẩm mà có pha hoặc không pha pectin. 3 Kỹ thuật chế biến mứt đông  Mứt đông không có pectin o Cần xác định độ nhớt của nước quả để tính lượng đường cho vào và độ khô của sản phẩm. Độ nhớt của nước quả càng cao do nước quả chứa nhiều pectin nên cần bổ sung nhiều đường, sản phẩm càng dễ đông nên độ khô sản phẩm có thể thấp hơn. o Nước quả đã làm trong được đun nóng trong nồi 2 vỏ tới 30- 400C rồi hòa tan đường và có thể cho thêm ít anbumin vào để làm trong nước đường. Sau đó đung sôi dịch (nếu có bọt cần hớt bọt đi) và cô đến độ khô 65%, rồi làm nguội xuống nhiệt độ 75 - 850C. Cũng có thể cho thêm acid citric vào sản phẩm. Dùng lọ thủy tinh hay hộp sắt sơn vecni để đựng sản phẩm, ghép nắp với độ chân không 150 - 200 mmHg rồi xếp ngay vào thùng. Vì sản phẩm có độ khô cao nên không cần thanh trùng, nhưng cần pải đóng hộp nhanh và đảm bảo vệ sinh công nghiệp. Trong khi bảo quản không nên lắc đảo sản phẩm nhiều để khỏi ảnh hưởng tới độ đông.  Mứt đông có pha pectin Người ta pha pectin vào sản phẩm với tỷ lệ không quá 3% pectin khô so với khối lượng quả. Trước tiên hòa tan pectin bột trong nước lạnh theo tỷ lệ khối lượng 1:19 và để một ngày cho pectin nở ra. Khi nấu mứt đông đông gần được, người ta pha pectin vào, trộn mứt đều. Các quá trình khác cũng tiến hành như cách nấu mứt không pha pectin. Một số sản phẩm mứt đông như: Mứt ổi đông, mứt dâu tây đông... Hình 1.1. Mứt ổi đông 4 Ổi Lựa chọn, phân loại Rửa Xử lý Nấu ổi Lọc Phối trộn Nấu mứt Sản phẩm Hình 1.2. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt ổi đông Thuyết minh quy trình Chọn quả chín, tươi, tốt, đem rửa và cắt thành lát mỏng và đem nấu 30 phút để tách pectin theo tỉ lệ nước/quả là 1/1 (có thêm 2-2,5g axit citric/kg quả). Sau khi ngâm và đun nóng lại với 25% nước nữa (so với khối lượng quả) đem lọc qua vải thưa và lại ngâm 12 giờ nữa. Lọc qua vải và thêm vào nước quả trích ly một lượng đường theo tỉ lệ đường/dịch quả lọc là 1/1. Sau đó đem cô đặc tới khi đạt thành phẩm là mứt đông. 1.1.2.2. Mứt nhuyễn Mứt nhuyễn tên tiếng Pháp là Marmelade, tiếng Anh là Marmalade nó có độ dặc kém hơn mứt đông. Mứt nhuyễn chế biến từ dịch quả, có thể dùng riêng một hoặc hỗn hợp nhiều loại quả, có thể dùng quả tươi hay bán chế phẩm. Tùy theo độ đặc của sản phẩm mà quy định độ đường pha vào quả. Loại mứt nhuyễn đặc đựng trong khay gỗ yêu cầu có độ đặc cao hơn loại mứt nhuyễn thường đựng trong hộp sắt, lọ thủy tinh hay loại đựng trong thùng gỗ kín. 5 Tuy độ đặc khác nhau, tỉ lệ pha chế khác nhau, nhưng các loại mứt đều có độ khô từ 66-67%. Để tăng độ đông ,có thể pha thêm pectin hoặc agar - agar. Có thể nấu mứt nhuyễn trong nồi nấu 2 vỏ hoặc tốt hơn là trong thiết bị cô đặc chân không để cho sản phẩm có chất lượng cao hơn về hương, vị, màu sắc. Một số sản phẩm mứt nhuyến: mứt cam nhuyễn, mứt chuối nhuyễn, mứt dứa nhuyến… Hình 1.3. Mứt chuối nhuyễn Chuối Lựa chọn, phân loại Rửa 1 Bóc vỏ Rửa 2 Sản phẩm Thanh trùng Chà Rót hộp Phối trộn Nấu mứt Hình 1.4. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt chuối nhuyễn 6 Thuyết minh quy trình: Chọn chuối chín có màu vàng đậm sau đó đem rửa để loại bỏ vi sinh vật trên bề mặt và bụi bẩn. Kế tiếp chuối được bóc vỏ và rửa lại lần hai. Sau khi rửa xong chuyển qua công đoạn chà nhằm phá vỡ cấu trúc của chuối, chuối được chà nhuyễn thành purê. Purê chuối được chứa ngay vào thùng có sẵn nước đường 70% pha natri bisunfit để sản phẩm đỡ bị biến màu. Tỉ lệ phối chế như sau:  Purê chuối: 100kg.  Nước đường 70%: 72,5lít.  Dung dịch NaHSO3 (chứa 25-30% SO2): 0,15 - 0,2lít. Khi mứt nấu xong, tiến hành rót hộp, khi rót cần chú ý rót nhanh để đuổi bớt một phần không khí trong hộp ra. Sau đó ghép nắp với độ chân không 300 - 350 mmHg, thanh trùng theo công thức 20-30-20/100 0 C. 1.1.2.3. Mứt miếng đông Mứt miếng đông có tên tiếng Pháp là Confiture, tiếng Anh là Jam, là một khối đông trong đó quả (hay miếng quả) kết hợp với đường đặc. Mứt miếng đông chế biến từ quả (tươi, sunfit hay lạnh đông) để nguyên hay cắt miếng, nấu với đường có bổ sung hoặc không bổ sung thêm acid thực phẩm và pectin. Quả sau khi lựa chọn, phân loại, rửa sạch, được gọt bỏ vỏ hạt. Sau đó tùy theo quả to hay nhỏ mà để nguyên hay miếng, rồi chần trong nước nóng hay nước đường loãng. Sau đó nấu quả đã chần với đường tinh thể hay nước đường cô đặc có nồng độ 70 - 75% theo tỉ lệ quả/đường là 1/1-1/1.5 trong nồi nấu 2 vỏ hoặc nồi cô đặc chân không. Nếu mứt có thanh trùng (đóng trong bao bì kín, dung tích nhỏ) thì nấu đến độ khô 68%. Nếu mứt không thanh trùng (đóng trong bao bì lớn) nấu đến độ khô 72%. Hình 1.5. Mứt carrot 7 Nguyên liệu Chọn lựa, phân loại, rửa Gọt vỏ Cắt miếng Chần Nấu với đường Bao gói Thanh trùng Thành phẩm Hình 1.6. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt carrot miếng đông Thuyết minh quy trình: Chọn cà rốt còn tươi, không bị bầm dập. Sau đó tiến hành rửa và gọt vỏ rồi cắt thành dạng miếng để tạo hình cho sản phẩm. Tiếp đến là công đoạn chần, chần cà rốt nhằm mục đích giảm mùi hăng của nó. Sau khi chần xong cà rốt được phối trộn với đường, axit citric, pectin rồi đem nấu. Khi nấu xong tiến hành rót hộp, khi rót hộp phải chú ý thao tác nhanh. Để đảm bảo độ an toàn của sản phẩm tiến hành công đoạn thannh trùng. Thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật đồng thời cũng làm tăng chất lượng cho sản phẩm. 8 1.1.2.4. Mứt khô Hình 1.7. Mứt chanh khô Mứt khô có tên tên tiếng Pháp là Candi, tiếng Anh là Candy. Mứt khô là sản phẩm nấu từ quả với nước đường và sấy tới độ khô khoảng 80%, trên bề mặt miếng mứt có một màng trắng đục. Nguyên liệu được xử lý giống như làm mứt miếng đông. Để quả khỏi bị nát người ta chần quả trong dung dịch phàn chua. Để mứt ngấm đường đều người ta nấu mứt theo phương pháp gián đoạn: nấu 6 - 8 lần, mỗi lần 4 - 6 phút. Nấu xong, chắt xiro và đem đi sấy nhẹ. Để trên bề mặt mứt có lớp màng trắng đục, người ta nhúng mứt và nhúng vào nước đường quá bão hòa. Khi nhúng quả nguội vào nước đường nóng sẽ xuất hiện một lớp mỏng đường kết tinh. Chênh lệch nhiệt độ giữa quả và nước đường càng nhiều thì màng càng mịn. Một số sản phẩm mứt khô như: mứt xoài khô, mứt chanh khô… Vỏ chanh Xử lý Tẩm đường Nấu Làm khô Sản phẩm Hình 1.8. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt chanh khô 9 Thuyết minh quy trình: Vỏ chanh, cam, quít, bưởi được chế biến thành mứt khô qua 2 khâu: xử lý và tẩm đường. Vỏ được xử lý như sau: khía theo dọc quả chanh (quả lớn có thể cắt đôi, rồi lấy sạch múi, tép), sau đó ngâm trong dung dịch NaCl 2% trong 4 ngày, mỗi ngày tăng nồng độ nước muối lên 2% (ngày thứ 4 đạt 8%), sau đó ngâm vài ngày trong dung dịch CaCl2 1% để tăng độ cứng. Có thể bảo quản từ 1 đến 3 tháng vỏ đã xử lý như trên trong dung dịch NaCl 8% có thêm 0,2% kali hay natri metabisunfit hoặc trong dung dịch chứa 0,35% SO2. Trước khi chế biến, cần rửa kỹ vỏ và cho vào nước rồi đun cho đến khi mềm. Khi tẩm đường, người ta xếp vỏ chanh đã xử lý vào nồi, rót nước đường nguội có nồng độ 30%, ngâm trong 2 ngày. Do hiện tượng khuếch tán, nồng độ đường giảm dần, phải chắt nước đường ra cô đặc lên 30-35% rồi mới nấu vỏ chanh trong nước đường ấy với thời gian 5 - 7 phút. Cho thêm 0,12 - 0,25% (so với khối lượng vỏ) axit xitric. Tiếp tục cô đặc phân đoạn, mỗi ngày 5-7 phút và độ khô của vỏ tăng lên 5%, cho tới khi đạt nồng độ 75%. Giữ trong nước đường 2 - 3 tuần vớt ra và phơi ở nhiệt độ bình thường hoặc sấy nhẹ ở 49 - 50 0C. 1.1.2.5. Mứt rim Hình 1.9. Mứt quất rim 10 Mứt rim được sản xuất bằng cách nấu mứt quả với đường khô hoặc nước đường sao cho quả trong mứt không bị nát. Nước đường trong quả cần phải đặc sánh nhưng không đông và cần tách ra khỏi dịch quả. Tỷ lệ quả/nước đường trong sản phẩm là 1:1. Nguyên liệu đưa vào sản xuất cần đạt độ chín vì quả chưa chín sẽ cho sản phẩm hương vị kém và khi nấu mứt quả sẽ teo đi nhiều, chi phí nguyên liệu cao. Quả chưa chín còn làm cho nước đường trong sản phẩm dễ đông lại, cũng như không nấu mứt từ quả quá chín vì quả dễ dập nát. Quả đưa vào chế biến được phân loại và phân cỡ cho tương đối đồng đều. Sau đó quả được rửa sạch, gọt vỏ rồi tùy theo nguyên liệu mà xử lý bằng cách chần, châm lỗ hoăc cán cho đẹp quả. Xử lý quả ảnh hưởng nhiều đến quá trình nấu mứt và chất lượng sản phẩm. Chần hoặc châm lỗ nguyên liệu làm cho nguyên liệu ngấm đường nhanh và rút ngắn thời gian nấu mứt, trong sản phẩm mứt quả được ngấm đường đều. Trong quá trình nấu mứt quả sẽ ngấm đường và một phần dịch quả sẽ chuyển vào nước đường. Quá trình nấu cần tiến hành sao cho nguyên liệu không bị biến dạng và giữ nguyên thể tích. 1.1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất mứt ở Việt Nam [2] [10] Mứt là một sản phẩm không thể thiếu của người dân Việt Nam, đặc biệt là trong những ngày Tết. Tuy nhiên trong những năm gần đây, mứt ngoại nhập chiếm thị phần lớn trên thị trường mứt (40 - 50%). Nguyên nhân của tình trạng này là do các doanh nghiệp Việt Nam chỉ chú trọng đến xuất khẩu mà quên đi thị trường nội địa có sức mua lớn. Mặt khác các doanh nghiệp sản xuất mứt chưa chú ý đến đổi mới mẫu mã và đa dạng hóa sản phẩm. Trên thị trường các loại mứt truyền thống như mứt bí, mứt dừa, mứt hạt sen, mứt gừng…là phổ biến. Hiện nay, công nghệ chế biến và mức độ vệ sinh an toàn cũng như chất lượng, mẫu mã của các sản phẩm mứt là tiêu chí để người tiêu dùng lựa chọn. Tuy nhiên các cơ quan chức năng còn lỏng lẻo trong quản lý tạo điều kiện cho các sản phẩm mứt không rõ nguồn gốc, không đảm bảo vệ sinh, an toàn được bày bán tràn lan, các cơ sở sản xuất mứt tư nhân, nhỏ lẻ, không đảm bảo vệ sinh vẫn hoạt động một cách tự do, công khai. Đây là nguyên nhân đánh mất lòng tin của người tiêu dùng vào các sản phẩm mứt. Vài năm gần đây, công nghệ sản xuất mứt ở Việt Nam đã được chú trọng và thay đổi rất nhiều. Sản phẩm mứt có trên thị trường rất phong phú và đa dạng về mẫu 11 mã, nguyên liệu và dạng sản phẩm như mứt miếng đông, mứt nhuyễn… Trên thị trường xuất hiện các loại mứt được đóng gói dạng đơn nguyên liệu hoặc hỗn hợp nhiều loại nguyên liệu với chất lượng đảm bảo. Mứt Việt Nam đã dần chiếm lĩnh thị trường và bước đầu đã có sự giao lưu trong cả nước. Xu hướng nổi bật của thị trường bánh kẹo, mứt Tết 2011 là người tiêu dùng Việt Nam đã quay lưng lại với những loại bánh, mứt ngoại nhập không rõ nguồn gốc . Bánh kẹo, mứt truyền thống của Việt Nam được người tiêu dùng Việt Nam đón nhận. 1.2. Cơ sở khoa học của chế biến đồ hộp [11] 1.2.1. Cơ sở khoa học của quá trình thanh trùng Quá trình thanh trùng với tác nhân là nước và hơi nước, là phương pháp thanh trùng nhiệt phổ biến nhất trong đồ hộp. Khi nâng nhiệt độ của môi trường lên trên nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao protein của chất nguyên sinh của vi sinh vật bị đông tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đông protein không thuận nghịch nên hoạt động của vi sinh vật không được phục hồi sau khi hạ nhiệt. Phần lớn vi sinh vật bị tiêu diệt ở nhiệt độ 60 - 700C, chỉ có một số loại vi sinh vật ưa nhiệt có khả năng phát triển ở nhiệt độ này. Nấm men kém chịu nhiệt hơn cả, khi đun nóng ở 50 - 700C trong 5-15 phút đã chết. Nấm men ưa nóng có thể chịu đun nóng ở 100 0C trong 30 phút. Nấm mốc bền vững hơn nấm men một chút nhưng phần lớn cũng bị tiêu diệt ở 70 - 800C, có một số tới 100 0C. Vi khuẩn ưa nóng tương đối bền vững với nhiệt độ cao là do cấu tạo của chất nguyên sinh có khả năng chịu tác dụng của nhiệt độ cao. Nha bào của vi khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn ưa nóng lại càng bền vững với nhiệt, có một số có thể chịu đựng được ở nhiệt độ 1300C. Hàm lượng nước trong nha bào thấp làm quá trình đông tụ protein khó khăn và độ dẫn nhiệt kém của vỏ nha bào làm cho nha bào chịu được nhiệt độ cao. 1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thanh trùng 1.2.2.1. Nhiệt độ thanh trùng Nhiệt độ thanh trùng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cảm quan và mức độ an toàn của sản phẩm.  Nếu nhiệt độ thanh trùng thấp hơn hoặc bằng nhiệt độ tối thích của vi sinh vật có trong sản phẩm thì vi sinh vật đó sẽ không bị tiêu diệt. 12  Nếu nhiệt độ thanh trùng quá cao, mặc dù vi sinh vật bị tiêu diệt nhưng chất lượng cảm quan của sản phẩm sẽ giảm. Đồ hộp là môi trường dinh dưỡng tốt nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Các vi sinh vật phát triển mạnh nhất trong môi trường có độ axit hay pH khác nhau. Căn cứ vào tính axit của nguyên liệu, thực phẩm phân ra 2 loại:  Thực phẩm tính axit thấp: pH > 4,5.  Thực phẩm tính axit : pH < 4,5. Các loại đồ hộp có pH > 4,5, vi sinh vật tồn tại trong thực phẩm chủ yếu là vi khuẩn và thuộc loại vi sinh vật ưa nóng. Vi khuẩn có tính ưa ẩm và ưa nóng nên khả năng kháng nhiệt là rất mạnh, đặc biệt là bào tử của các loài vi khuẩn này. Vì vậy diệt khuẩn với loại thực phẩm đóng hộp có tính axit thấp thường dùng nhiệt độ ở 1000C, vi khuẩn phải tăng nhiệt độ lên 1210C mới có thể tiêu diệt được chúng. Các loại đồ hộp có pH < 4,5 thì vi khuẩn ưa nóng không những không phát triển được mà tính chịu nhiệt của nó cũng giảm đi nên bị tiêu diệt dễ dàng khi nâng nhiệt. Ngoài ra các vi khuẩn có nha bào hay không có nha bào, các nấm men, nấm mốc tuy có thể phát triển trong môi trường axit nhưng lại kém chịu nhiệt. Do đó các loại đồ hộp chua nhiệt độ thanh trùng chỉ cần1000C hay dưới 1000C. 1.2.2.2. Thời gian thanh trùng Thời gian thanh trùng là tổng thời gian nâng nhiệt, thời gian giữ nhiệt và thời gian hạ nhiệt. Các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian thanh trùng bao gồm các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian tiêu diệt vi sinh vật và thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp. a) Yếu tố ảnh hưởng tới thời gian tiêu diệt vi sinh vật. Nhiệt độ thanh trùng: Nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn, ngược lại nếu nhiệt độ thanh trùng thấp thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật càng dài. Khi kéo dài thời gian tiêu diệt vi sinh vật và hạ nhiệt độ thanh trùng hoặc rút ngắn thời gian tiêu diệt vi sinh vật và nâng nhiệt nhiệt độ thanh trùng với mức độ tương ứng thì hiệu quả thanh trùng như nhau. Tuy vậy về mặt chất lượng thực phẩm trong đồ hộp nếu 13 giảm thời gian thanh trùng và nâng nhiệt vừa phải thì sẽ tốt hơn khi ta kéo dài thời gian thanh trùng ở nhiệt độ thấp. Thành phần hóa học của đồ hộp: - Nồng độ ion H+ hay chỉ số pH của đồ hộp là yếu tố quan trọng làm giảm độ bền nhiệt của vi sinh vật. Chỉ số pH càng thấp thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn. Do đó giảm pH của đồ hộp là một trong những biệp pháp làm giảm thời gian và nhiệt độ thanh trùng. - Đường, muối trong đồ hộp làm tăng độ chịu nhiệt của vi sinh vật đến mức độ nhất định. Khi nồng độ đó cao, thì lại có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật nhanh hơn. - Chất béo cũng làm tăng độ bền nhiệt của vi sinh vật vì nó tạo ra xung quanh tế bào vi sinh vật một màng bảo vệ. Màng này cản trở sự dịch chuyển nước từ môi trường xung quanh vào tế bào vi sinh vật làm cho sự đông tụ protein của vi sinh vật trở nên khó khăn hơn. Loại và số lượng vi sinh vật: Khả năng chịu nhiệt của từng loại vi sinh vật khác nhau. Trong cùng môi trường, ở nhiệt độ thanh trùng, vi khuẩn có nha bào bền hơn loại không có nha bào và bền hơn cả là loại vi khuẩn ưa nhiệt. Thời gian tiêu diệt còn phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật nhiễm vào đồ hộp, lượng vi sinh vật nhiễm nhiều thì thời gian tiêu diệt chúng dài. b) Yếu tố ảnh hưởng tới thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp. Tính chất của sản phẩm: - Đồ hộp có độ nhớt và khối lượng riêng khác nhau nên tốc độ truyền nhiệt khác nhau. Ở đồ hộp lỏng, do độ nhớt và khối lượng riêng nhỏ nên sự truyền nhiệt xảy ra khá mạnh bằng dòng đối lưu, do đó nhiệt độ ở tâm hộp nhanh chóng đạt nhiệt độ thanh trùng. - Ở đồ hộp rắn, sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt. Thực phẩm có độ dẫn nhiệt thấp nên nhiệt độ ở trung tâm hộp phải sau một thời gian dài hơn mới đạt nhiệt độ thanh trùng. Ở đồ hộp đặc như mứt quả, xốt cà chua thì sự truyền nhiệt chủ yếu bằng dẫn nhiệt, dòng đối lưu chỉ là phụ. Ở các loại đồ hộp có rót dung dịch thì truyền nhiệt bằng cả hai hai cách, trong đố dòng đối lưu chiếm ưu thế hơn. 14 Tính chất của bao bì: Tính chất vật lí của vật liệu bao bì và chiều dày của thành bao bì. Khi nhiệt truyền từ môi trường đun nóng vào trung tâm hộp, trước hết phải vượt qua nhiệt trở của bao bì. Nhiệt trở càng nhỏ thì thời gian truyền nhiệt càng ngắn. Nhiệt trở tỷ lệ thuận với bề dày của thành bao bì và tỷ lệ nghịch với độ dẫn nhiệt. Bao bì thủy tinh có độ dẫn nhiệt kém lại dày nên sự dẫn nhiệt kém hơn bao bì kim loại rất nhiều. Độ dày và tính chất vật lí của vật liệu làm bao bì chỉ có ảnh hưởng lớn đến thời gian truyền nhiệt trong trường hợp thanh trùng đồ hộp lỏng vì nhiệt trở của sản phẩm khá nhỏ, còn trong trường hợp thanh trùng đồ hộp đặc thì tính chất này của bao bì ít bị ảnh hưởng. Nhiệt độ ban đầu của đồ hộp: Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm khi vào hộp ảnh hưởng tới thời gian nâng nhiệt của thực phẩm. Nhiệt độ ban đầu càng cao thì rút ngắn thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp, nếu nhiệt độ thấp thì thời gian nâng nhiệt kéo dài. Tuy nhiên điều này có ý nghĩa lớn đối với thực phẩm đặc. Trạng thái chuyển động của đồ hộp khi thanh trùng: Khi thanh trùng nếu đồ hộp không chuyển động thì nhiệt độ truyền vào tâm hộp chậm dẫn đến thời gian nâng nhiệt kéo dài. Và ngược lại nếu đồ hộp được chuyển động sẽ tạo ra đối lưu nhân tạo thì sự truyền nhiệt sẽ tăng lên do đó giảm được thời gian nâng nhiệt. 1.2.2.3. Áp suất đối kháng Trong quá trình thanh trùng, sự giãn nở của hơi nước, không khí và sản phẩm trong đồ hộp đã ghép kín tạo ra áp suất khá lớn bên trong hộp. Sự chênh lệch áp suất giữa áp suất bên trong hộp với áp suất trong thiết bị thnah trùng, nếu vượt quá giớ hạn cho phép sẽ gây phồng hộp, biến dạng quá mức, làm bật nắp và các mối hàn, làm vỡ hộp thủy tinh. Áp suất được tạo ra để chống lại sự chênh lệch đó gọi là áp suất đối kháng, tùy vào loại thực phẩm, loại bao bì khác nhau mà áp suất đối kháng khác nhau. 1.2.3. Công thức thanh trùng [8] Công thức thanh trùng là công thức biểu diễn chế độ thanh trùng cần thực hiện để đảm bảo hiệu quả thanh trùng cho một loại đồ hộp. Công thức thanh trùng có dạng: 15  CTTT T  T ' T ' ' * P t Trong đó:  CTTT: Công thức thanh trùng.  T: Thời gian cần thiết để nâng nhiệt độ của nồi thanh trùng từ nhiệt độ ban đầu của nồi đến nhiệt độ thanh trùng .  T’: Thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ thanh trùng.  T”: Thời gian hạ nhiệt độ của nồi thanh trùng từ nhiệt độ thanh trùng xuống < 400C.  t: Nhiệt độ thanh trùng.  p: Áp suất đối kháng. 1.3. Tổng quan về nguyên liệu nha đam 1.3.1. Nguồn gốc và đặc điểm Tên tiếng anh là: Aloe Vera  Tên khoa học: Aloe sp, thuộc giới Plantae, ngành Lilliopsida, Asparagales, Magnoliophyta, phân lớp họ Lillidae, lớp bộ Asphodelaceae, giống Aloe.  Tên thường gọi: lô hội. Hình 1.10. Hình ảnh cây nha đam Vào cuối thế kỷ XIII, một du khách người Italia tên Macro Polo đã đến Trung Quốc và giới thiệu với người dân bản xứ về cây nha đam. Từ Trung Hoa, cây nha đam được di thực sang Việt Nam. Cây nha đam màu xanh lục, không cuống, mọc sít nhau, dày, mẫm, hình ba cạnh, mép dày, có răng cưa thô. Lá của nó rất mọng nước, lá có hình chóp, mọc quanh thân cây. Hoa nở vào mùa thu và hè, mọc thành chùm dài màu vàng lục hay phớt hồng. Qủa có hình bầu dục, lúc đầu có màu xanh sau đó chuyển sang màu vàng. 16 1.3.2. Cấu tạo và phân loại [7] Hình 1.11. Lá nha đam Cấu tạo lá nha đam gồm 3 lớp: lớp vỏ lá màu xanh bên ngoài, bên trong là phần nhựa trong suốt, ở giữa 2 lớp này có chất dịch màu vàng tiết ra. Nha đam có hơn 200 loại, tuy nhiên phổ biến nhất là 5 loại sau:  Aloe ferox Mill: loại nha đam này có nguồn gốc ở Nam Phi. Cây cao khoảng 6 mét, lá to cứng, to bản nhọn đàu lá, nở hoa vào mùa xuân, hoa vàng cam hoặc đỏ ửng.  Aloe vera L: loại nha đam này thân ngắn, lá dài, lá mọc thành đam hình chữ “V”. Lá dài 60 -80 cm, rộng khoảng 10cm, nở hoa vào mùa đông, hoa màu vàng nhạt.  Aarborscens Mill: loại nha đam này thân mọc dạng cây; lá nhỏ, dài; lá có màu xanh xám, nở hoa vào mùa đông xuân, hoa màu vàng cam.  Aloe Chineensis Baker: mọc nhiều ở các vùng miền Nam Trung Quốc. Loại này thân ngắn, lá mọc thành đám, lá dài 20 - 30 cm, rộng khoảng 2 -5cm, nở hoa màu vàng cam.  Aloe Saponaria Haw: loại này thân ngắn, mặt lá có màu xanh nhạt có vằn màu trắng, lá dài khoảng 50cm, hoa màu đỏ nhạt. 17 1.3.3. Thành phần hóa học [7] Thành phần hóa học của nha đam rất phong phú và đa dạng, bao gồm các loại cơ bản sau:  Vitamin Nha đam chứa nhiều vitamin, tất cả đều nằm trong vỏ lá nha đam. Chủ yếu là các loại vitamin hòa tan trong nước như vitamin: C, B1, B2, P, PP và các vitamin hòa tan trong dầu như vitamin: H, D, K, tiền vitamin A.  Khoáng chất Trong nha đam chứa hơn 20 loại khoáng chất và nguyên tố vi lượng gồm: K, Na, Ca, Mg, Al, Ba, Ni, Cr, Zn, Se, Fe, P, Mn, Cu, Strontium. Trong đó Ca, Fe và Cu tương đối phong phú. Bảng 1.1. Thành phần một số chất trong 100g nha đam khô [8] Thành phần Hàm lượng (%) Vỏ Gel Soluble sugar 10,99 – 11,95 10,99 – 11,95 Ca 4,25 – 4,71 3,58 Mg 0,9 – 1,3 1,22 Na 1,82 – 1,92 3,66 – 3,73 K 1,84 4,06 P 0,01 0,02 Galactoze 8,43 – 8,54 3,5 Mantoze 30,09 – 31,01 52,84 – 54,14 Glucoze 28,01 – 28,82 32,25 – 33,27 18  Axit béo Trong nha đam chứa nhiều axit béo bão hòa và axit béo không bão hòa. Trong axit béo bão hòa có axit lauric, axit myritic, axit tearic, trong đó axit pentadecanoic và axit margaric có rất ít trong loại thực vật khác. Trong axit béo không bão hòa có axit zooric, axit oleic, lioleate, flax oil.  Axit amin Nha đam có chứa 17 loại axit amin trong đó có 8 loại axit amin thiết yếu mà cơ thể không thể hợp thành (valine, leucine, isoleucine, methionine, threonine, phenylalanine, tryptopane, lysine).  Hợp chất Anthraquinone: được tìm thấy trong nhựa của lá, với 20 loại khác nhau như: Aloe emodin, aloetic acid, aloin, anthracine, antranol, barbaloin, chrysophanic acid, emodin, ethereal oil, isobarbaloin, resistanol, ester của cinnamonic acid. Khi dùng một lượng nhỏ kết hợp với thịt lá có tác dụng giảm đau, kháng khuẩn, nhưng dùng liều cao có thể gây độc. Các hợp chất anthraquinone có vị đắng, do vậy khi gọt vỏ cần rửa sạch phần gel nha đam để loại bớt phần chất nhựa, giảm vị đắng cho sản phẩm.  Dưới đây là một số Anthraquinone: - Aloe emodin: ở trạng thái tự do như một glycoside. Trong nhựa chiếm khoảng 0.05-0.5%. - Barbaloin: chiếm 15-30% trong nhựa, kết tinh hình kim, vị đắng. - Aloin: là hoạt chất chủ yếu trong nhựa nha đam, không phải là một chất thuần nhất mà nó là những anthraglucosisde có tinh thể, vị đắng. - Enzyme: có 8 loại là catalasa, alkaline, phosphatase, lipase, amylase, cellulose, peroxidase, carbpxypeptidase. Khi lá nha đam bị cắt khỏi cây, các enzyme này bắt đầu phân giải những đường mạch dài và một số hợp chất có trong thành phần lá, làm giảm đáng kể dược tính của nha đam. Do vậy sau khi thu hái cần nhanh chóng đưa nha đam vào sản xuất, hạn chế tối đa thời gian bảo quản. - Hormone: nha đam có hai loại hormone là auxins và gibberellins, chúng có tác dụng chữa lành vết thương và chống viêm sưng. - Lignin: là chất cùng với cellulose tạo nên các màng tế bào gỗ của thực vật và gắn kết chúng lại với nhau. Các nhà khoa học cho rằng lignin trong thành phần 19 của nha đam có tác dụng làm tăng áp suất thẩm thấu, nên giúp vận chuyển chất dinh dưỡng tới những tế bào khó hấp thu chất dinh dưỡng. 1.3.4. Tình hình phân bố, điều kiện trồng trọt [6] Cây Nha đam là một loại cây trồng cạn, có khả năng thích nghi với nhiều loại đất khác nhau… Ở nước ta, cây nha đam có thể trồng ở nhiều nơi, nhưng sinh trưởng và phát triển ở những vùng có số ngày nắng trong năm cao. Ninh Thuận là một trong những tỉnh có diện tích cây nham đam nhiều nhất. Cây dược liệu này chủ yếu được trồng trên những vùng đất cát và pha cát ven biển, canh tác các loại cây trồng khác kém hiệu quả. Khi trồng cây nha đam, nông dân không phải đầu tư cao, kỹ thuật chăm sóc đơn giản và trồng một lần có thể thu hái lâu dài, mang lại hiệu quả cao. Cây nha đam là loại cây chịu khô hạn rất tốt. Trong mùa khô, không có nước tưới, cây nha đam vẫn có thể sống được. Đến khi đất có độ ẩm thích hợp, cây sẽ tiếp tục phát triển. Sau khi trồng khoảng 06 tháng, cây nha đam có thể cho thu hoạch lứa đầu tiên và cứ mỗi tháng lại thu hoạch một lần. Sau một năm, xung quanh cây mẹ xuất hiện nhiều cây con, ta có thể chọn những cây con to khỏe thay thế cây mẹ, thì có thể cho thu hoạch lâu dài mà không phải ươm trồng lại từ đầu. 1.3.5. Các lưu ý khi sử dụng nha đam Do thấy nhiều loại mỹ phẩm chiết xuất từ lô hội nên một số người đã tự cắt lá nha đam, ép lấy nước để bôi lên da. Nhưng nếu làm theo cách này da của bạn có thể bị mẩn đỏ, dị ứng. Nếu chỉ sử dụng nước ép từ gel của lá thì nó có tác dụng làm mềm da, chống viêm và kháng khuẩn, nhưng nước ép toàn lá (có cả phần vỏ xanh bên ngoài) thì lại chứa cả chất nhựa của nha đam. Chất nhựa này sẽ gây ra hiện tượng dị ứng như trên. Do vậy không sử dụng nước ép nha đam lẫn cả phần vỏ để làm đẹp. Người bị bệnh tim cần tránh dùng thuốc lô hội vì có nguy cơ gây loạn nhịp tim. Nếu để trẻ em uống nước ép nha đam quá nhiều, thay cho nước lọc thì rất nguy hiểm, đặc biệt là đối với trẻ em bị bệnh tim bẩm sinh. Chất nhựa của nha đam cũng có tác dụng chữa bệnh. Tuy nhiên nếu dùng với liều cao có thể gây độc. Không được dùng nhựa lô hội cho trẻ em và phụ nữ có thai. Đông Y xếp lô hội vào loại thuốc tẩy xổ và trục thuỷ, dùng nhiều sẽ gây tổn thương đến tân dịch và chân khí. Các loại thảo dược khi dùng vẫn thường có tác dụng 20 phụ, chúng có thể không biểu hiện ngay mà tiềm ẩn lâu dài trong cơ thể, nha đam cũng không ngoại lệ. Do vậy, khi sử dụng nha đam cần phải chú ý các điều trên, nếu sử dụng nha đam theo đúng cách thì nó sẽ đem lại rất nhiều tác dụng tuyệt vời như đã nêu ở trên. 1.3.6. Tình hình nghiên cứu về nha đam trong nước và trên thế giới 1.3.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới, nha đam được chú ý nghiên cứu công dụng và chức năng từ rất sớm. Ngày nay các chất trích ly từ cây nha đam đang được sử dụng hầu như khắp thế giới trong các sản phẩm như: nước trái cây, chế thuốc viên, trong mỹ phẩm…  Trong dược phẩm  Tính sát khuẩn: Nha đam có tính sát khuẩn và gây tê. Dùng để sát trùng, thanh nhiệt, thông tiêu. Làm êm dịu vết thương khi bị phỏng nhẹ, khi bị côn trùng đốt.Gel nha đam cũng có tác dụng giúp máu ngoại vi lưu thông tốt. Dịch tươi nha đam có tính kháng khuẩn lao.  Trị viêm loét dạ dày: Uống gel tươi của lá nha đam. Cứ vài giờ uống một muỗng canh gel nha đam lúc bụng đói sẽ làm lành vết viêm loét dạ dày.  Trị bệnh ngoài da: Dịch nha đam tươi có tác dụng làm săn da, làm nhỏ lỗ chân lông. Bôi gel tươi hàng ngày lên mặt có tác dụng ngừa nám, làm mịn da, ngừa mụn…  Phòng ngừa sỏi niệu: các Anthraquinon sẽ kết hợp với calcium trong đường tiểu thành hợp chất tan được để tống ra ngoài được theo đường nước tiểu.  Một trong tính năng kỳ diệu của loài dược thảo này là gia tăng 35% tốc độ chữa lành vết thương. Đó là nhờ vào hoạt chất có tính sinh học thẩm thấu cao độ của cây nha đam làm giãn nở mao mạch, làm tăng lượng máu cung cấp cho vùng xung quanh vết thương, do đó làm tăng tốc độ sinh sản tế bào, người ta tìm thấy chất đường có mạch dài từ cây nha đam có nhiều mặt hiệu quả bảo vệ và kích thích hệ thống miễn nhiễm.  Cây nha đam có tác dụng tốt trong việc điều trị bệnh tiểu đường, vì có khả năng kích thích insulin từ tuỵ tạng. Do đó làm giảm lượng đường glucoza đến mức có thể chấp nhận được.