Tài liệu Quy trình sản xuất kẹo dừa

GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Giới thiệu đề tài: Kẹo dừa là một sản phẩm truyền thống lâu đời của vùng Bến Tre. Không những mang hình ảnh văn hóa của một vùng, một quốc gia, kẹo dừa còn có hương vị thơm ngon, ngọt ngào đặc biệt. Vì vậy, sản xuất kẹo dừa càng càng được mở rộng và cải tiến. Nhưng hiện nay, quy trình sản xuất kẹo vẫn chưa được cơ giới hóa, tự động hóa nhiều, còn sử dụng nhiều lao động thủ công. Điều này dẫn đến một số vấn đề về năng suất sản phẩm, chất lượng sản phẩm, các quy trình quản lý, và kinh tế. Mục tiêu của bài tiểu luận là nghiên cứu công nghệ sản xuất kẹo dừa, ứng dụng trong quy mô sản xuất công nghiệp. Nhìn chung, nội dung bài tiểu luận có bốn phần lớn: khoa học về nguyên liệu sản xuất kẹo dừa, quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất và tố chức sản xuất sản phẩm kẹo dừa. Về khoa học nguyên liệu, kẹo dừa trong dân gian được tạo ra từ nước cốt dừa, mạch nha và đường cát. Vì vậy, để đảm bảo kẹo sản xuất ra có hương vị truyền thống, điều đầu tiên là giữ nguyên thành phần nguyên liệu đầu vào. Trong đó, nguyên liệu chính là nước cốt dừa, hay còn gọi là sữa dừa, sẽ được đề cập nhiều hơn cả. Các vấn đề được bàn luận về sữa dừa là: thành phần hóa học, độ bền hệ nhũ tương sữa dừa, các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của sữa dừa, enzyme và các vi sinh vật có trong sữa dừa, sự hư hỏng của sữa dừa và các thủ tục bảo quản. Phần này cũng đề cập đến vai trò của mạch nha và đường cát trong sản xuất kẹo dừa. Từ đó sẽ đề xuất ra quy trình và dây chuyền sản xuất kẹo dừa với quy mô công nghiệp. Bài tiểu luận gồm các nội dung sau: 1. Tổng quan về nguyên liệu 2. Quy trình sản xuất 3. Giải thích quy trình 4. Chỉ tiêu chất lượng kẹo dừa 5. Tài liệu tham khảo Trang 5 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1. Tổng quan về các loại dừa và sản phẩm từ dừa: Dừa có tên khoa học là Cocos nucifera. Tại một số nước trồng dừa ở Châu Á, dừa mang nhiều tên gọi, thể hiện sự đánh giá cao và sự cần thiết của dừa, ví dụ như trong tiếng Phạn, tên gọi của dừa có thể dịch thành “cây đem lại mọi thứ cần thiết cho cuộc sống”, trong ngôn ngữ Mallaysia, dừa được mệnh danh là “cây có cả ngàn công dụng”, tại Philippines, dừa được gọi là “cây của sự sống”. Cây dừa chịu được đất mặn, đất cát, thường mọc ven bờ biển ở những vùng nhiệt đới, mặc dù các đồn điền trồng dừa cũng được tìm thấy trong đất liền. Đó là một loại cây trồng quan trọng của người bản xứ. Dừa cũng phát triển ở một số vùng cận nhiệt đới, ví dụ như Florida. 1.1.1 Các loại dừa: Hiện nay, trên địa bàn nước Việt Nam có sự hiện diện của nhiều giống dừa, từ giống dừa tự nhiên (dừa Xiêm xanh, dừa Xiêm lửa,…) đến giống dừa lai (PB121, PB141, JVA1, JVA2), từ giống dừa bản xứ (dừa Xiêm, dừa ta xanh,…) đến các giống dừa du nhập (dừa sọc, dừa sáp,…). Các giống dừa, ngoài sự khác nhau về đặc tính sinh học như chiều cao cây dừa, thời gian cho ra trái, năng suất trái, còn khác nhau về mùi vị và giá thành. Bảng 1.1 tóm tắt một số giống dừa chủ yếu ở Bến Tre và đặc tính của chúng. Bảng 1.1: Các loại dừa phổ biến ở Việt Nam Khối Giống dừa Năng suất trái lượng Ghi chú trái (Kg) Nhóm dừa uống nước Dừa Xiêm lục Dừa Xiêm xanh Dừa Xiêm Lửa Dừa Xiêm xanh ruột hồng Thuộc giống dừa lùn 120 - 150 trái/cây/năm Ra trái sớm, gáo dày, bảo quản 1,2 - 1,5 trình sơ chế và vận chuyển 20 trái trở lên/quay 80 - 140 trái/cây/năm 120 - 150 trái/cây/năm được lâu, ít bị vỡ trái trong quá Phổ biến nhất của Việt Nam Rất quý hiếm, bảo quản được lâu, 1 - 1,2 thích hợp cho việc sơ chế và bảo quản trong xuất khẩu. 1,5 - 1,8 Trang 6 Vỏ mỏng, gáo tròn GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Các giống dừa lấy dầu Tuổi thọ cao, phù hợp cho việc chế biến các sản phẩm có giá trị 96-144 Dừa Ta xanh và Ta vàng kinh tế cao như kẹo dừa, cơm trái/cây/năm dừa nạo sấy, sữa dừa, bột sữa dừa. Dừa Dâu xanh và Dâu vàng Số trái trên quầy Hai màu chủ lực là xanh và vàng nhiều hơn dừa Ta. Các giống dừa nhập 200 trái/cây/năm Dừa dứa 40 - 80 Dừa sáp trái/cây/năm Hương thơm lá dứa tự nhiên Là cơm mềm sền sệt, dầy, mùi 1,2 - 1,5 thơm đặc trưng, nước ít hoặc không có nước Trong bài tiểu luận này, chọn dừa Ta làm nguồn nguyên liệu để sán xuất kẹo dừa, theo những lý do sau • Cơm dầy • Cho mùi vị truyền thống • Tuổi thọ cao, năng suất chấp nhận được 1.1.2. Công dụng của dừa: Dừa là loại cây cho hiệu quả sử dụng cao. Gỗ từ thân cây dừa được dùng làm ván ép, xơ dừa được dùng làm giá thể trong nghiên cứu vi sinh, sản xuất ván sàn, đường nẹp thân xe, panen cửa nội thất, cơm dừa và nước dừa trở thành nguồn nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm. Gía trị sử dụng của dừa ngày càng được khám phá theo thời gian. 1.2. Cấu tạo trái dừa: Trái dừa, sẽ phát triển trên cây dừa khoảng 12 tháng (lâu hơn một chút đối với những mùa lạnh), trở thành hạt trưởng thành khi vỏ của nó khô và mất độ tươi, màu sáng của trái non. Hạt dừa là loại hạt lớn thứ nhì trong giới thực vật, và nặng từ một đến 4 kilogram. Trang 7 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bên ngoài cùng là vỏ dừa, ban đầu có màu xanh khi trái dừa còn non, và dần chuyển màu vàng úa khi trái dừa càng già. Lớp này cấu tạo từ cutin, có tác dụng bảo vệ trái dừa khỏi va đập cơ học khi dừa rơi xuống đất, khỏi các côn trùng, vi sinh vật tấn công vào nội nhũ của trái. Phần bên trong của hạt dừa, trong lớp vỏ, là phần vỏ cứng. Đây luôn là phần cần loại bỏ hoàn toàn hoặc một phần trước khi vận chuyển trái dừa đến các thị trường xa. Hình 1.1 thể hiện cấu trúc của lớp xơ dừa. Lớp xơ dừa được cấu tạo chủ yếu từ các sợi cellulose đan xen chằng chịt với nhau, tạo độ xốp nhất định cho trái dừa, góp phần giúp trái dừa nổi trên nước. Hình 1.1: Cấu tạo lớp xơ dừa Phôi của hạt được giấu ở dưới “điểm mềm” (soft eye) tại đỉnh của trái dừa (có thể phân biệt được với hai “điểm mù” (blind eyes)), và sự nhô lên của phôi từ điểm mềm báo hiệu sự nảy mầm (hình 1.2). Hình 1.2: Ba mắt trên gáo dừa Trang 8 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Hình 1.3: Phôi của dừa (nằm trong cơm dừa (hình ở giữa), nhô lên bề mặt của cơm dừa chờ kích thích để mọc mầm (hình bên trái), có đường kính 5mm, dài 8mm (hình bên phải). Từ gáo dừa trở vào, theo thứ tự là lớp lụa nâu nằm giữa cơm dừa và gáo dừa, rồi đến cơm dừa, và trong cùng là nước dừa. Hình 1.4: Các lớp của trái dừa 1 – Lớp vỏ ngoài chống thấm nước, màu vàng nâu, mỏng (exocarp) 2 – Lớp xơ ở giữa, dày (fiber, coir, mesocarp) 3 – Lớp vỏ cứng bên trong, gáo dừa (endocarp) 4 – Lớp cơm dừa, trắng, dày 1-2 cm (solid endosperm) 5 – Khoang rỗng, chứa nước dừa (liquid endosperm) 6 – Phôi dừa 7 – Mắt dừa Trang 9 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Khi trái dừa già (sau 12 tháng) là thời điểm cơm dừa nhiều nhất và lượng nước dừa không còn hoặc rất ít. Dừa như thế gọi là dừa khô. Trong công nghiệp, cơm dừa từ dừa khô được sử dụng để chế biến các loại sản phẩm từ dừa như cơm dừa tươi đóng hộp, sữa dừa đóng hộp, kẹo dừa,…Trong đó, công nghiệp hóa quy trình sản xuất kẹo dừa là mục tiêu của bài tiểu luận này, do đó, phần nguyên liệu cơm dừa, mà cụ thể hơn là sữa dừa thu nhận từ cơm dừa được quan tâm nhất. 1.3. Thành phần hóa học của dừa: 1.3.1. Thành phần hóa học của quả dừa Bảng 1.2: Thành phần hóa học của quả dừa Thành phần Hàm lượng - Nước 44 – 52% - Carbohydrate tổng 15 – 16% Đường tổng 6 – 6.5 % Chất xơ 9 – 9.5% - Chất béo 34.7 – 38.2% - Protein - Tro 3 – 4.3% 0.8 – 1.3% 1.3.2. Thành phần hóa học của cơm dừa: Cơm dừa là phần nội nhũ rắn, màu trắng, nằm bên trong gáo dừa. Thành phần dinh dưỡng của cơm dừa tươi được trình bày trong bảng 1.3. Trong cơm dừa, nước chiếm 46.99%, protein chiếm 3.33%, lipid tổng chiếm 33.49%, carbohydrate chiếm 15.23% và tro tổng là 0.97%. Vì có hàm lượng nước cao và môi trường giàu dinh dưỡng nên cơm dừa rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật. Do đó, khi được tách khỏi gáo dừa, cơm dừa nên lập tức được xử lý sơ bộ như chần nhằm làm sạch nguyên liệu, vô hoạt enzyme, tiêu diệt một số vi sinh vật, giúp ổn định chất lượng nguyên liệu đầu vào, chuẩn bị cho những quá trình tiếp theo. Trang 10 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 1.5: Cơm dừa Bảng 1.3: Thành phần dinh dưỡng trong cơm dừa Trang 11 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa 1.3.3. Thành phần hóa học của sữa dừa: Thuật ngữ “coconut milk” (sữa dừa) được định nghĩa một cách thông thường là những sản phẩm dạng lỏng, không chứa xơ, chiết từ cơm dừa và có thể hoặc không bao gồm chút ít nước dừa. Định nghĩa trên được đề nghị bởi Standard Task Force of the Asian and Pacific Coconut Community (APCC) vào năm 1994. Sữa dừa thu nhận bằng cách nghiền thịt dừa màu trắng, sau đó đem ép ra sữa, có thể có nước hoặc nước dừa. Sữa dừa tươi thường chứa hơn 34% chất béo. Bảng 1.4: Hàm lượng các thành phần trong sữa dừa không pha loãng (hiệu chỉnh từ Seow và Gwee, 1997) Trang 12 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Carbohydrate trong sữa dữa Carbohydrate chính có mặt là đường, chủ yếu là sucrose, và một vài loại tinh bột. Sữa dừa ép tươi chứa lượng nhỏ vitamin B tan trong nước và acid ascorbic. Thành phần đóng vai trò quan trọng trong sữa dừa là protein của sữa (Seow và Gwee, 1970). Protein trong sữa dừa Trong cơm dừa, protein chiếm khoảng 3.33% tổng lượng cơm dừa, còn trong sữa dừa có pha loãng, protein chiếm 2.29% tổng lượng sữa dừa. Protein trong sữa dừa chủ yếu là albumins và globulins. Các amino acid cấu tạo nên những protein này hầu hết là những amino acid tích điện (thuộc monoamino dicarboxyl hoặc diamino monocarboxyl) bao gồm acid glutamic, aspartic, arginine, lysine chiếm hàm luợng cao nhất. Albumins là nhóm những protein tan trong nước, chiếm khoảng 21% tổng lượng protein. Globulins là nhóm những protein tan trong muối, không tan trong nước, chiếm khoảng 40% tổng lượng protein. Những protein này đóng vai trò là chất làm bền hệ nhũ sữa dừa. Globulins của dừa chứa nhiều phenyl alanin và valine nhưng chứa ít acid glutamic, lysine, arginin hơn albumins. Do đó, các protein albumin có khả năng tan trong nuớc, còn globulins thì kỵ nuớc. Những protein này bền nhất trong khoảng pH từ 5-9, bền yếu trong khoảng 3.5-5, đông tụ tại pH khoảng 3-4. Hòa tan cực đại tại pH từ 1.5-2 và 10. Các protein không tan trong nuớc có trong sữa dừa có vai trò làm bền hệ nhũ tuơng của sữa dừa, và vì vậy, độ bền của hệ nhũ này phụ thuộc độ bền của protein trong sữa dừa. 1.4. Tính chất của sữa dừa: 1.4.1. Tính chất hệ nhũ tương của sữa dừa Tansakul và Chaisawang (2006) đã khảo sát những tính chất vật lý của sữa dừa và công bố hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, tỷ trọng và hệ số khuếch tán nhiệt của các mẫu sữa dừa có 20-35% hàm lượng béo tại 60-80oC, nằm trong khoảng 0.425-0.590 W/m.K, 3.2773.711 Kj/Kg.oC, 969.00-983.05 Kg/m3 và 1.325-1.634x10-7 m2/s. Tác giả cũng đề nghị rằng việc giảm hàm lượng béo trong sữa dừa và tăng nhiệt độ sẽ làm tăng giá trị của các thông số nhiệt lý này. Những tính chất vật lý khác được công bố bởi những nhà nghiên cứu khác và được trình bày trong bảng 1.5 Trang 13 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 1.5: Các tính chất vật lý của sữa dừa không pha loãng. Trong tất cả các thành phần cơ bản của dịch sữa dừa, như nước, lipid, protein, carbohydrate và tro thì nước có độ dẫn nhiệt cao nhất. Tại cùng một nhiệt độ thì nước có độ dẫn nhiệt lớn hơn 4 lần của lipid. Khi tỷ lệ lipid trong sữa dừa tăng thì tỷ lệ nước giảm, vì vậy, độ dẫn nhiệt của dịch sữa dừa cũng giảm, làm giảm hệ số truyền nhiệt tổng quát của sữa dừa. Trong sữa dừa, hàm lượng béo ảnh hưởng đến nhiệt dung riêng của sữa. Khi lượng béo giảm, thì tỷ lệ nước trên béo tăng lên, làm tăng nhiệt dung riêng của sữa dừa do nước có nhiệt dung riêng cao hơn béo. Điều này có thể gây khó khăn cho quá trình thanh trùng sữa dừa. Khối lượng riêng của dịch sữa dừa trong khoảng nhiệt độ 60-80oC, béo 20-35% là 969.00-983.05 Kg/m3, giảm tuyến tính với nhiệt độ và hàm lượng béo. Sữa dừa là có tính acid yếu, pH xấp xỉ 5.95–6.3. Sữa dừa cũng được nhận thấy có độ bền yếu trong khoảng pH từ 3.5 đến 5 và thể hiện độ bền cực đại tại hai giá trị pH 1.5-2 và 6.5 (Monera và Del Rosario, 1982). Độ bền của hệ nhũ tương sữa dừa trong khoảng gía trị pH này phù hợp với độ bền của protein có trong sữa dừa. Protein trong sữa dừa kết tụ khi pH gần pI của protein 3-4, do đó, chúng mất tác dụng làm bền hệ nhũ tương dầu trong nước. Độ bền của hệ nhũ tương Nhũ tương được làm bền một cách tự nhiên bởi protein trong sữa dừa: globulins và albumins, và phospholipids (Birosel và đồng sự, 1963). Tuy nhiên, nhũ tương của sữa dừa lại không bền và dễ dàng phân chia thành 2 pha riêng biệt – pha lỏng nặng và pha cream nhẹ hơn (Cancel, 1979; Gonzalez, 1990) sau 5 đến 10h sau khi trích ép. Sự phá vỡ hệ nhũ tương dầu trong nước cũng diễn ra ở cả dạng sữa dừa tươi (do lực kéo của trọng trường gravitational left-stand) lẫn dạng sữa dừa đã qua xử lý (do tác dụng nhiệt). Nguyên nhân của việc này là do hàm lượng và phẩm chất của protein trong sữa dừa không đủ hiệu quả để bền hóa các giọt béo hình cầu (Monera và del Rosario, 1982). Trang 14 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 1.6: Tóm tắt về độ nhớt và độ bền của nhũ tương sữa dừa 1.4.2.Tính chất lưu biến của sữa dừa Hàm lượng chất béo và nhiệt độ cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất lưu biến và độ bền của nhũ tương sữa dừa. Theo Seow và Gwee (1997), nhiệt độ trong dãy 50-130oC sẽ phản ánh tính phức tạp của thành phần protein (complex protein composition) và trạng thái biến tính do nhiệt của sữa, với các đỉnh hoặc những nhiệt độ biến tính khoảng 92 và 110oC, theo thứ tự. Simuang và cộng sự (2004), Tangsuphoom và Coupland (2005) đã nghiên cứu độ nhớt của sữa dừa tại những hàm lượng béo khác nhau trong khoảng nhiệt độ từ 70-90oC và 50-90oC. Kết quả cho thấy rằng tất cả các mẫu đều thể hiện trạng thái phi Newton với sự giảm chỉ số lưu động (n) và tăng hệ số đậm đặc (K) khi nhiệt độ tăng. Sữa dừa tươi là lưu chất phi Newton theo mô hình Ostwald-de Waele. Ngược lại, sữa dừa được tái hydrate hóa (rehydrated) (10-15%) thể hiện trạng thái lưu chất Newton. Yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của sữa dừa là nhiệt độ, nồng độ và kích thước phần tử. Trang 15 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 1.7: Các thông số lưu biến và độ nhớt hiệu dụng của sữa dừa tươi (* có sự biến tính protein, **mẫu bị kết tụ) Phương trình Frenkel-Eyring được dùng để mô tả ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ nhớt hiệu dụng của sữa dừa tươi. Độ nhớt hiệu dụng thu nhận từ mô hình Ostwal de Waele. Kết quả chỉ ra rằng sữa dừa tươi với hàm lượng chất khô cao hơn sẽ cho giá trị năng lượng hoạt hóa dòng chảy thấp hơn (bảng 1.8). Bảng 1.8: Phương trình Frenkel-Eyring và năng lượng hoạt hóa dòng chảy của sữa dừa tươi ( γ max = 100 s −1 ) 1.4.3.Enzyme trong sữa dừa: Phân tích hoạt tính enzyme của dừa cho biết dừa có năm loại enzyme tại pH 6.3, pH tự nhiên của dừa. Hoạt tính esterase và lipase không có mặt trong dừa trưởng thành, trong khi hoạt tính của pyrophosphatase và acid phosphatase lại rất cao. Hoạt tính của β-mannosidase trong nội nhũ thành thục của dừa giảm từ 1.4 mili đơn vị trong 1mg protein tại tháng thứ 7, thứ 8 còn 0.29 mili đơn vị trên 1 mg protein tại tháng thứ 11, 12. Nó thấp hơn 6 đến 10 lần hoạt tính ở tháng thứ 7, 8 và tháng thứ 8, 9 và không được phát hiện ở các giai đoạn trưởng thành hơn của makapuno (dừa sáp). Ngược lại, chất lỏng nội nhũ trong trái dừa tăng về hoạt tính của α-D-galactosidase, β-mannanase and β-mannosidase Trang 16 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn do tiến trình phát triển. Trong chất lỏng nội nhũ của makapuno, giá trị của tất cả các enzyme trong suốt quá trình trưởng thành của nội nhũ đều thấp. Trong quá trình hình thành phôi, hoạt tính của α-D-galactosidase trong nội nhũ rắn tăng từ 0.51 đến 0.84 đơn vị trên 1mg protein. Hoạt tính của β-Mannanase và β-mannosidase tăng từ 33.12 đến 66.76, 5.13 đến 43.05 mili đơn vị trên 1 mg protein. Trong giác mút, hoạt tính α-D-galactosidase vẫn giữ 0.25-0.25 đơn vị trên 1 mg protein, trong khi β-mannanase tăng từ 55.34 đến 138.12 mili đơn vị trên 1 mg protein. β-Mannosidase giảm từ 371.79 còn 165.17 mili đơn vị/mg protein. Trong dịch sữa dừa, hai loại enzyme phổ biến là lipase và peroxidase. Ngoài ra, còn một số khác như lipoxygenase và polyphenol oxydase. Những enzyme này có trong nội bào của cơm dừa, do quá trình trích ép phá vỡ các tế bào mà enzyme được giải phóng và đi vào dịch sữa dừa. Hoat tính lipase tăng theo độ trưởng thành của dừa, dẫn đến tăng lượng acid béo tự do có trong sữa dừa. Đây là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng nhanh dịch sữa dừa, vì cơm dừa sử dụng thuộc cơm dừa khô. Acid béo tự do rất dễ bị oxy hóa tạo aldehyde và các acid béo mạch ngắn, tạo peroxide là những chất độc hại đối với cơ thể. Do đó, sau công đoạn trích ép thu nhận, phải kiểm soát chỉ số acid của sữa dừa, để đảm bảo chất lượng nguyên liệu đầu vào. So với các cơ chất khác thì lipase trong sữa dừa có ái lực cao hơn với chất béo có trong dịch sữa dừa. Nhiệt độ và pH tối ưu cho enzyme này hoạt động là 35oC và 7.5-8.5 (B.O.Ejedegba và cộng sự, 2007). Như vậy, sữa dừa có pH tự nhiên 5.9-6.3 không phải là môi trường thuận lợi cho enzyme lipase hoạt động. Do đó, việc ngăn chặn sự tăng chỉ số acid do lipase không phải là vấn đề cốt yếu, mà điều cốt yếu là ngăn chặn sự tăng chỉ số acid do môi trường tác động lên các acid béo có sẵn trong nguyên liệu. Peroxidase là enzyme bền nhiệt, pH tối ưu cho enzyme này hoạt động là 5.5. Vì nằm ngoài khoảng pH của sữa dừa, nên dù có mặt trong sữa dừa, peroxidase vẫn không có hoạt tính đủ mạnh để gây ra sự biến đổi sâu sắc thành phần hóa học của sữa dừa. 1.4.4. Vi sinh vật có trong sữa dừa Những nghiên cứu về vi sinh vật được tiến hành trên cả dừa tươi và dừa được cắt lát và trên sữa dừa. Ở nhiệt độ dự trữ là 4oC, thời gian sử dụng của sữa dừa là 7.01 ngày, ở nhiệt độ dự trữ 12oC, thời gian sử dụng là 6.00 ngày, tại nhiệt độ dự trữ là 21oC, thời gian sử dụng là 2.71 ngày, và tại 24oC là 2.21 ngày. Sinigaglia cho rằng nhiệt độ dự trữ và chất lượng cao của Trang 17 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa nguyên liệu thô dường như là những yếu tố quan trọng nhất đến thời hạn sử dụng chấp nhận được của các lát dừa tươi. Trong dừa tươi, bóc vỏ và được cắt lát, vi sinh vật “có sẵn” mạnh hơn cả là những vi khuẩn ưa ấm với số lượng ban đầu xấp xỉ 104 cfu.g-1 (Sinigaglia, 2003). Trong sữa dừa, rất nhiều vi sinh vật khác nhau được phân lập. Những vi sinh vật này, và một vài tính chất của chúng được liệt kê trong bảng 13. Cả vi khuẩn, nấm men và nấm mốc đều được phân lập (Seow, 1997). Một vài trong số chúng thường có trong thực phẩm hư hỏng và một số có thể gây bệnh cho người (Jay, 2005). Trong đó, rất nhiều vi khuẩn được cô lập trong sữa dừa là vi khuẩn Gram dương, và chúng có xu hướng chịu nhiệt tốt hơn vi khuẩn Gram âm. Serratia rubidea là một vi khuẩn tương tự như Shigella và E.coli, là tác nhân gây ra những bệnh đường ruột, phát triển tốt trên môi trường hiếu khí lẫn kỵ khí. Serratia rubidea rất dễ lây nhiễm từ nhân công sang nguyên liệu nhất là đối với những nhân công tiếp xúc trực tiếp với dừa và sữa dừa. Vấn đề an toàn vệ sinh không chỉ được đặt ra cho nguyên liệu, mà còn xem xét đến cả sức khỏe của người lao động. Hình 1.6: Dạng tế bào điển hỉnh của Serratia. Cả Pseudomonas fluorescens và Rahnella aquatilis đều có mặt trong đất, nước, bề mặt của cây. Pseudomonas fluorescens thuộc phân lớp của Proteobacteria, nhiệt độ phát triển tối ưu ở 25oC. Hình 1.7: Vi khuẩn Rahnella aquatilis Trang 18 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 1.8: Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens Bảng 1.9: Những vi sinh vật được tìm thấy trong sữa dừa (Jay, 2005), (Mepba, 2003), (Seow, 1997) Trang 19 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa 1.4.5.Sự hư hỏng sữa dừa: Hư hỏng do vi sinh vật Sữa dừa chưa qua xử lý hư hỏng nhanh chóng, thậm chí dưới điều kiện bảo quản lạnh (Seow, 1997). Điều này là do sữa dừa là một môi trường rất giàu dinh dưỡng, có thể phù hợp với sự sinh trưởng của tất cả các vi sinh vật gây hư hỏng phổ biến. Các vi sinh vật thường xâm nhập vào sữa thông qua lớp vỏ dừa bị nhiễm, thiết bị được sử dụng trong quá trình chiết, các thiết bị trong quy trình,…Hơn nữa, Seow nhận xét rằng phương pháp đếm đĩa số vi sinh vật hiếu khí trong sữa dừa chưa qua xử lý và sữa dừa gầy cho kết quả 106 – 108 và số lượng vi khuẩn này có thể được kỳ vọng gây ra những điều dị thường về các tính chất cảm quan của sữa dừa như vị, màu, mùi trong vòng 6h tại nhiệt độ bảo quản 35oC. Sự hư hỏng hóa học và vật lý của sữa dừa Ngoài hư hỏng do vi sinh vật, sữa dừa cũng rất nhạy đối với sự hư hỏng hóa học do quá trình tự oxi hóa chất béo và thủy phân (lipolysis), ảnh hưởng mạnh đến vị và tạo ra những mùi xấu (Waisundara, 2007). Lipase trong sữa dừa thủy phân liên kết ester của triacyl-glycerol. Hoạt tính của lipase tăng khi trái cây trưởng thành, kết quả là có càng nhiều acid béo tự do (FFA) trong nguyên liệu và sự hư hỏng hóa học của sữa dừa. Acid béo tự do chiếm ưu thế trong sữa dừa là acid béo bão hòa lauric, acid palmitic và acid stearic và acid oleic chưa bão hòa. Sự giải phóng các chuỗi ngắn acid béo làm tăng mùi vị xấu (Seow, 1997). Sự giải phóng chuỗi trung bình acid béo tạo ra vị đặc biệt giống xà phòng. Sự có mặt của enzyme khác, chịu trách nhiệm một phần đối với sự hư hỏng về hóa học của sữa dừa là peroxidase (POD). Theo Seow, sữa dừa cũng có thể bị hư hỏng về mặt vật lý. Một khuyết điểm về vật lý không chấp nhận được của cả sữa dừa thô và sữa dừa qua chế biến là sự phá vỡ hệ nhũ tương dầu trong nước. Để ngăn chặn các kiểu hư hỏng của sữa dừa, các quá trình nhiệt được đề xuất. Theo Seow, thời gian thế hệ cho sự phân đôi của vi khuẩn trong sữa dừa chưa qua xử lý giảm từ 232 phút tại 10oC còn 44 phút tại 30oC. Tuy nhiên, những quá trình nhiệt như vậy gây ra những thay đổi xấu về mặt vật lý như sự phân chia pha, kết tụ chất béo, sự oxy hóa chất mùi hoặc chất béo. Trang 20 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.5. Nguyên liệu sản xuất kẹo dừa: Nguyên liệu dùng trong sản xuất kẹo dừa gồm có: - Cơm dừa - Đường Saccharose - Mạch nha - Nước - Chất màu, chất mùi và phụ gia 1.5.1.Cơm dừa: Cơm dừa dùng để sản xuất kẹo dừa phải được thu nhận từ những quả dừa khô, đạt độ chín thích hợp. Theo các phân tích và nghiên cứu thời điểm thu hoạch thích hợp nhất của trái dừa dùng trong chế biến thực phẩm là khi dừa đạt trưởng thành 11 – 12 tháng tuổi. Từ quả dừa ta thu lấy cơm dừa để làm sữa dừa nên ta cần quan tâm chất lượng cơm dừa trong quả dừa. Hàm lượng các chất trong cơm dừa phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch, giống dừa, điều kiện nuôi trồng. 1.5.2. Đường Saccharose: Saccharose là chất ngọt thường dùng nhất trong sản xuất kẹo, thường gọi là đường kính, sản xuất từ mía hay củ cải đường. Saccharose có công thức phân tử là C12H22O11. Khối lượng phân tử: M = 342. Khối lượng riêng của đường d = 1.5879 g/cm3. Là Disaccharide do hai monosaccharide là D – glucose và D – fructose tạo thành. Với sự có mặt của ion H+ hoặc 1 số enzyme đặc hiệu, dung dịch saccharose sẽ phân giải tạo thành hợp chất gồm 1 phân tử α – D – glucose và 1 phân tử β – D – fructose. Sản phẩm của phản ứng này gọi là đường nghịch đảo. Một lượng đường nghịch đảo nhất định có thể phá hoại tính kết tinh của saccharose. Nếu tiếp tục phân giải sẽ tạo thành những hợp chất hữu cơ sẫm màu khác như glucose Anhydrit, Oxymethylfucfurol... Gia nhiệt saccharose với sự có mặt của ion OH–, saccharose sẽ phân giải tạo thành fucfurol, aceton, axit lactic, axit formic, axit acetic và các chất khác có màu tương đối sẫm. Saccharose rất dễ tan trong nước. Ở nhiệt độ thường có thể tan trong nước với tỉ lệ nước: đường là 1: 2. Độ tan tăng dần theo nhiệt độ. Vì vậy trong quá trình làm kẹo, khi hòa tan đường ta phải cấp nhiệt. Ở nhiệt độ khác nhau, độ hòa tan của saccharose cũng khác nhau. Vì hàm lượng nước trong saccharose thấp, nên khó bị vi sinh vật làm biến chất. Nhưng trong quá trình bảo quản phải để saccharose ở nơi khô ráo, tránh ẩm ướt, đóng cục gây khó khăn cho quá trình sản xuất kẹo, nhất là công đoạn hòa tan đường. Trang 21 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Bảng 1.10: Chỉ tiêu chất lượng Saccharose dùng trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Độ Pol > 99.7% Độ ẩm <0.05% Hàm lượng đường khử <0.03% Tro <0.03% pH 7 Độ màu 10 ICUMSA ICUMSA: International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis 1.5.3. Mạch nha: Mạch nha đã được sử dụng như một nguyên liệu chính trong công nghiệp chế biến kẹo. Định nghĩa: Mạch nha là một dung dịch đậm đặc và đã qua chế biến của đường Dglucose và maltose cũng như các polymer khác của D- glucose thu được từ sự thuỷ phân tinh bột. Các loại tinh bột dùng để sản xuất mạch nha là tinh bột bắp, tinh bột khoai tây hay lúa mạch mà trong đó tinh bột bắp được dùng phổ biến hơn cả. Thực tế cho thấy nếu thuỷ phân tinh bột bằng enzyme thì mạch nha thu được có chất lượng cao hơn so với thuỷ phân bằng axit. Thành phần mạch nha:  Glucose Công thức cấu tạo C6H12O6 (M=180). Nhiệt độ nóng chảy 146oC. Glucose là đường khử trong mạch nha tồn tại dưới dạng vô định hình. Glucose ít hút ẩm nhưng sau khi được gia nhiệt thì khả năng hút ẩm tăng lên đặc biệt là khi nó đạt tới nhiệt độ tới hạn (135oC). Thông thường hàm lượng glucose trong mạch nha là 25 - 30%. Glucose rất dễ hấp thụ và là thành phần cố định trong máu.  Maltose Công thức cấu tạo C12H22O11 (M=342). Nhiệt độ nóng chảy 108oC. Maltose cũng là đường khử thuộc loại disaccharide. Khi hoà tan vào nước tạo ra dung dịch có tính nhớt. Maltose ít hút nước nhưng khi được đun nóng đến 90 - 100oC thì bắt đầu phân huỷ diễn ra mãnh liệt và hút nước rất mạnh. Khi nhiệt độ tăng đến 102 – 103oC thì quá trình phân hủy diễn ra càng mãnh liệt và hút nước càng mạnh. Tiếp tục gia nhiệt thì màu sẫm dần và dễ cháy. Trong mạch nha thì hàm lượng maltose vào khoảng 10-15%. Tạo vị ngọt Trang 22 Quy trình sản xuất kẹo dừa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn thanh, tránh hiện tượng tái kết tinh đường. Trong sản xuất kẹo dùng nhiều Maltose thì kẹo dễ bị cháy và sẫm màu.  Fructose Công thức phân tử:C6H12O6. Fructose không trực tiếp hình thành khi thuỷ phân tinh bột mà nó được tạo thành là do sự chuyển hoá glucose thành fructose (sự chuyển hóa này thường xảy ra trong môi trường kiềm và nhiệt độ cao) vì vậy hàm lượng fructose trong mạch nha không nhiều. Fructose mang tính hút ẩm. Fructose dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan nó cao hơn Saccharose và Glucose, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ. Fructose rất háo nước, nó hút ẩm khi độ ẩm của không khí là 45 – 50%. Do đó sự có mặt của nó làm tăng khả năng chảy nước của kẹo.  Dextrin Công thức phân tử (C6H10O5)n. Dextrin thuộc loại polysaccharide, không có tính ngọt, có khối lượng phân tử lớn nên dextrin có độ nhớt cao và tính dính. Dextrin có khả năng tạo keo tốt. Trong mạch nha hàm lượng dextrin thường vào khoảng 35-40%. Dextrin trong mạch nha tốt nhất là dextrin màu trắng. Khi tinh bột ngậm nhiều dextrin làm cho kẹo khó chảy và khó hồi nhưng làm giảm độ trong, vị ngọt và làm tăng độ nhớt. Độ nhớt dextrin cao sẽ làm cản trở sự truyền nhiệt trong quá trình nấu kẹo do đó dextrin trong mạch nha chỉ cần có độ nhớt vừa phải, tính linh động tương đối cao và tính tan khá tốt. Mạch nha thường dễ bị lên men tạo ra vị chua và mùi rượu. Để tránh tình trạng này người ta thường cô đặc mạch nha cho đến nồng độ chất khô khoảng 80%, nếu đạt nồng độ chất khô cao hơn thì rất khó cô đặc đồng thời cũng khó sử dụng khi lấy mạch nha ra khỏi bao bì. Để đánh giá mức độ thuỷ phân của tinh bột trong chế biến mạch nha người ta đưa ra chỉ số DE. Chỉ số DE là chỉ số đặc trưng cho khả năng khử của các sản phẩm thuỷ phân từ tinh bột, liên quan đến các đầu khử. Chỉ số này được mô tả bằng số gam đường khử qui thành Dglucose trên 100 gam chất khô của sản phẩm và vì thế đường D- glucose theo định nghĩa có chỉ số DE là 100. Các loại mật từ đường glucose (syrup glucose) đã sấy khô là sản phẩm thuỷ phân tinh bột khô có chỉ số DE lớn hơn 20 và maltodextrin có chỉ số DE từ 20 trở xuống. Mạch nha cũng có thể được phân làm 2 nhóm: ngọt và không ngọt. Nhóm ngọt có DE cao bao gồm nhiều maltose, fructose, glucose nên kẹo dễ hút ẩm. Trang 23 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình sản xuất kẹo dừa Nhóm không ngọt có DE thấp, nghĩa là hàm lượng dextrin cao nên kẹo có tính keo, truyền nhiệt kém. Bảng 1.11: Chỉ tiêu chất lượng mạch nha dùng trong sản xuất kẹo  Chỉ tiêu Yêu cầu Chất khô 74 – 82% Đường khử 35 – 40% DE 40 – 42 pH 4.8 – 5.5 Tro <0.5% Kim loại nặng <20ppm Màu sắc 50 – 100 ICUMSA Tổng số nấm men < 100 CFU/g Khảo sát hàm lượng mạch nha đến độ ngọt của kẹo: Ta cố định hàm lượng đường và thay đổi hàm lượng mạch nha sử dụng với các tỉ lệ 30%, 40%, 50%, 60%, 70% về khối lượng so với đường và thu được bảng kết quả như sau: Bảng 1.12: Tỉ lệ phối trộn đường và mạch nha DE 35 Chỉ tiêu Mùi vị Hàm lượng mạch nha 30% 40% 50% 60% 70% Không ngọt Ngọt Ngọt thanh Hơi ngọt Rất ngọt lắm Bảng 1.13: Tỉ lệ phối trộn đường và mạch nha DE 42 Chỉ tiêu Mùi vị Hàm lượng mạch nha 30% 40% 50% 60% 70% Ngọt Ngọt thanh Khá ngọt Rất ngọt Rất ngọt Bảng 1.14: Tỉ lệ phối trộn đường và mạch nha DE 50 Chỉ tiêu Mùi vị Hàm lượng mạch nha 30% 40% 50% 60% 70% Ngọt thanh Khá ngọt Rất ngọt Rất ngọt Rất ngọt Trang 24