Tận dụng phụ phẩm từ quả cam ứng dụng sản xuất mứt cam nhuyễn

TÓM TẮT:

Trong nghiên cứu này, tận dụng một số phụ phẩm từ cam như vỏ cam, bã vỏ múi và hạt để thu pectin thô bổ sung sản xuất mứt cam. Trong đó, vỏ cam được khử đắng nồng độ muối 5%, sấy 60±2^oC đến độ ẩm 10%, xay mịn kích thước 80 µm. Hạt cam được bổ sung nước với tỷ lệ hạt: nước là 1:5, khuấy và để trích ly trong 1 giờ thu dịch pectin. Dịch này bổ sung vào bã múi cam tỷ lệ bã vỏ cam : nước là 1:3 và xay nhuyễn. Dịch bã sau xay nhuyễn được đưa đi nấu ở 90^oC, trong 60 phút, bổ sung axit citric để điều chỉnh pH = 2,0, thu dịch pectin thô. Sản xuất mứt cam với dịch pectin thô 14,72%; axit citric 0,20%; vỏ cam sấy 1,47% tổng nguyên liệu sản xuất cho chất lượng cảm quan cao đồng thời giảm giá thành sản phẩm.

Từ khóa: cam, mứt cam nhuyễn, tận dụng phụ phẩm cam, pectin, mứt cam.

Cam đường trồng tại Bắc Giang; Glucose Syrup Công ty cổ phần Bibica; Axit citric 99%, Canxi lactate (Phụ gia Việt Mỹ - Tập đoàn VMC Group); Đường tinh luyện.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Quy trình sản xuất mứt cam

Cam đường → Rửa sạch, để ráo→Tách vỏ, tách hạt.

Vỏ cam→Cắt sợi (kích thước 1x10 mm) →Chần nước muối → Xử lý bằng phương pháp thích hợp→ Nghiền.

Múi cam→ Nghiền → Chà, ép →Tách (puree cam và bã vỏ múi)→ Bã vỏ múi điều chỉnh pH thích hợp →Nấu→Nghiền→Dịch pectin thô.

Phối trộn nguyên liệu theo bảng 1→Nấu mứt (60^oBx)→Rót hộp 350ml→Thanh trùng (90^oC, 15 phút) →Mứt cam nhuyễn thành phẩm [2, 5].

Bảng 1. Nguyên liệu sản mứt cam

Mỗi mẫu thí nghiệm sản xuất 100 g puree cam; tỷ lệ vỏ cam và dịch pectin thô thay đổi theo các thí nghiệm, các thành phần khác giữ nguyên. (Bảng 1)

2.2.2. Thí nghiệm nghiên cứu xử lý vỏ cam

Vỏ cam chần trong nước sôi 5 phút với các nồng độ muối khác nhau 0%, 3%, 5%, 7%, 9% tỷ lệ vỏ tươi/nước là 1:3. Sau đó, vỏ cam ngâm trong 1 giờ, ép tách nước đánh giá cảm quan vị đắng, vị the và vị mặn theo QDA thang điểm 5 (cực kỳ đắng-0 điểm, rất đắng-1 điểm, đắng-2 điểm, đắng vừa-3 điểm, ít đắng-4 điểm, không đắng-5 điểm), tương tự với vị mặn và vị the để lựa chọn nồng độ muối thích hợp. Sau khi vỏ tách đắng xử lý bằng 2 phương pháp:

- Vỏ cam sấy ở ộ 60±2^oC đến độ ẩm 10%, xay mịn đến kích thước 80 µm.

- Vỏ cam tươi xay đến kích thước 80 µm, sau đó bổ sung vào mứt.

Tiến hành đánh giá cảm quan mứt nhuyễn theo phương pháp TCVN3215-79 để lựa chọn phương pháp xử lý vỏ cam phù hợp.

2.2.3. Nghiên cứu xử lý thu dịch pectin thô

Hạt cam được bổ sung nước với tỷ lệ hạt: nước là 1:5, khuấy và để trích ly trong 1 giờ. Sau đó tách hạt thu dịch pectin bổ sung vào bã vỏ cam sau khi chà ép tách puree với tỷ lệ bã vỏ cam: nước là 1:3 và xay nhuyễn. Dịch bã sau xay nhuyễn nấu ở 90^oC, 60 phút, bổ sung axit citric để điều chỉnh pH ở 1,0; 2,0; 3,0 và 4,0 để thu dịch pectin thô.

2.2.4. Xác định tỷ lệ thành phần phụ phẩm phối trộn nấu mứt

- Vỏ cam: Vỏ cam sau khi được xử lý theo phương pháp thích hợp được đưa đi nấu mứt cam theo tỷ lệ: 2%; 3%; 4%; 5%.

- Dịch pectin thô: Dịch pectin thô đưa đi nấu mứt cam theo tỷ lệ: 20%; 25%; 30%; 35%.

2.2.5. Các chỉ tiêu phân tích

- Đo độ Brix: bằng chiết quang kế.

- Độ ẩm: xác định theo TCVN 1867:2001.

- Tro tổng: xác định theo TCVN 7038:2002.

- Đường tổng số: Bằng phương pháp Bertrand.

- Chất xơ: xác định theo TCVN 9050:2012.

- Định lượng pectin thô như sau: Dịch sau khi nấu ly tâm tách bã, lọc thu dịch, kết tủa pectin với ethanol 96° theo tỷ lệ dịch chiết : cồn là 1 : 2 (v/v), để kết tủa ổn định trong 2 giờ, lọc bằng giấy lọc Whatman số 1, rửa kết tủa bằng cồn 70° và sấy đối lưu đến khối lượng không đổi. Cân khối lượng pectin thô để xác định hiệu suất thu hồi pectin [3, 4].

- Đánh giá chất lượng sản phẩm theo TCVN 3215 - 79: Phép thử cho điểm trên 4 chỉ tiêu với hệ số quan trọng màu sắc (1,0), mùi (1,0), vị (0,8) và trạng thái (1,2). Hội đồng đánh giá gồm 7 thành viên, trong đó có 5 cảm quan viên.

3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Các thành phần của quả cam

Tỷ lệ các thành phần của quả cam thể hiện trong Hình 1. Kết quả cho thấy tổng phần phụ phẩm từ cam chiếm 38,12% bao gồm hạt, vỏ và bã vỏ múi sau khi ép chà tách dịch quả. Đây là nguồn phụ phẩm tương đối lớn, trong khi đó vỏ quả có màu sắc đẹp nhưng có chứa thành phần chất đắng (Naringin), vì vậy cần xử lý tốt thành phần đắng trong vỏ cam bổ sung vào sản phẩm mứt vừa tạo hương, màu sắc đặc trưng lại tăng khối lượng giảm giá thành sản phẩm. Bã vỏ múi và hạt cam giàu pectin, đây là thành phần tạo đông từ tự nhiên cho các sản phẩm mứt nhuyễn. (Hình 1)

Khi nghiên cứu thành phần hóa học của vỏ và dịch cam, kết quả thể hiện trên Bảng 2.

Bảng 2. Thành phần hóa học của vỏ và dịch cam

Kết quả cho thấy độ ẩm vỏ cam cao, điều này có thể gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất mứt. Do dịch cam có độ Bx 12,5 nên tuy có bổ sung đường nhưng vẫn cần cô đặc trong khoảng thời gian dài. Điều này sẽ ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm, giảm chất lượng sản phẩm.

3.2. Kết quả xử lý vỏ cam và thu pectin từ phụ phẩm cam

3.2.1. Xử lý vỏ cam

3.2.1.1. Xác định nồng độ muối

Kết quả nghiên cứu xử lý vỏ cam ở các nồng độ muối khác nhau được thể hiện trên Bảng 3.

Naringin là hợp chất gây đắng trong vỏ cam và hòa tan được trong nước nóng. Do vậy, việc chần vỏ cam trong nước có thể làm giảm lượng naringin. Ngoài ra, quá trình chần cũng có thể gây tổn thương cho màng tế bào, dẫn đến dễ tách chất từ tế bào như protein, chất tan (glucose, khoáng chất, vitamin) và sắc tố tan trong nước. Do đó, việc kết hợp quá trình chần và ngâm có thể mang lại hiệu quả tốt hơn khi giảm độ đắng của vỏ cam [2, 6].

Bảng 3. Điểm đánh giá cảm quan vỏ cam ở các nồng độ muối khác nhau

Khi bổ sung muối vào dịch trích ly làm tăng khả năng hòa tan các thành phần trong đó có chất đắng làm điểm cảm quan của vỏ cam tăng. Kết quả Bảng 3 cho thấy khi nồng độ muối tăng độ đắng và vị the giảm nhưng độ mặn tăng lên làm ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Khi xử lý bằng dung dịch NaCl 7%, 9% do thời gian xử lý dài dẫn đến việc NaCl thẩm thấu nhiều vào vỏ cam làm vị mặn cao, không thích hợp bổ sung trong chế biến thực phẩm. Vì vậy, lựa chọn nồng độ muối 5% để xử lý vỏ cam cho sự hài hòa giữa vị đắng, vị the và độ mặn mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm.

3.2.1.2. Phương pháp xử lý vỏ cam

Kết quả nghiên cứu phương pháp xử lý bổ sung vỏ cam vào sản phẩm được thể hiện trên Bảng 4.

Từ kết quả Bảng 4 và Hình 2 cho thấy mứt cam bổ sung vỏ cam sấy có màu đỏ sậm hơn điểm cảm quan thấp hơn. Kết quả này do mứt cam khi bổ sung vỏ tươi có độ ẩm khá cao, dịch cam có độ khô thấp nên khi nấu đến độ kho đạt yêu cầu của mứt cần có thời gian khá dài gây biến màu sản phẩm. Điều này dẫn tới giảm hương vị đặc trưng của cam. Khi bổ sung vỏ cam sấy khô nghiền nhỏ vào mứt do độ khô của vỏ thấp nên chỉ cần đun sôi mứt là đạt yêu cầu, do đó giữ được hương vị sản phẩm. Đồng thời vỏ cam sấy khô bảo quản dễ dàng trong thời gian dài điều này giúp chủ động trong sản xuất. Vì vậy, nghiên cứu lựa chọn phương pháp xử lý vỏ cam bằng phương pháp sấy khô, nghiền nhỏ để sản xuất mứt cam nhuyễn.

Bảng 4. Chất lượng mứt cam khi bổ sung vỏ cam tươi và vỏ cam sấy khô

3.2.2. Xử lý thu dịch pectin

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi pectin thô được thể hiện trên Bảng 5.

Trong dung dịch axit citric có khả năng liên kết với OH^- trong mạch pectin để hình thành liên kết hydro làm tăng khả năng hòa tan pectin vào dung dịch. Khi pH càng thấp, số nhóm (-COOH) càng ít thì liên kết giữa ion H⁺ và OH^- trong mạch pectin hình thành liên kết hydro dễ dàng hơn, dẫn đến hiệu suất trích ly pectin tăng. Đồng thời, các phân tử pectin trong môi trường axit sẽ tích điện âm và trở thành dạng trung hòa điện chuyển dạng muối pectate thành dạng pectin có khả năng tạo đông sau kết tủa thu hồi pectin với hiệu suất cao hơn [4].

Bảng 5. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi pectin thô

Kết quả Bảng 5 cho thấy tại pH=2 cho hiệu suất thu hồi cao nhất, do đó nghiên cứu lựa chọn kết quả này cho sản xuất.

3.3. Tỷ lệ phối trộn các thành phần

3.3.1. Tỷ lệ bổ sung vỏ cam

Kết quả nghiên cứu tỷ lệ bổ sung vỏ cam được thể hiện trên Bảng 6.

Bảng 6. Ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ cam đến chất lượng cảm quan sản phẩm

Kết quả Bảng 6 cho thấy tất cả các mẫu có bổ sung vỏ cam đều đạt yêu cầu chất lượng sản phẩm. Để tăng giá trị cảm quan của sản phẩm mứt cam, vỏ cam có thể được bổ sung vào thành phần sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy, tỉ lệ bổ sung 3,0% vỏ cam cho sản phẩm mang lại hương vị hài hòa, màu sắc hấp dẫn và được đánh giá cao bởi các đánh giá viên. Tuy nhiên, khi sử dụng tỉ lệ bổ sung lớn hơn, sản phẩm sẽ không còn hài hòa và màu sắc cũng bị ảnh hưởng, dẫn đến sự giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm. Vì vậy, nghiên cứu lựa chọn bổ sung 3,0% vỏ cam sấy khô nghiền nhỏ bổ sung vào mứt cam.

3.3.2. Tỷ lệ bổ sung dịch pectin

Kết quả nghiên cứu tỷ lệ bổ sung dịch pectin thô được thể hiện trên Bảng 7.

Bảng 7. Ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ cam đến chất lượng cảm quan sản phẩm

Kết quả Bảng 7 cho thấy hàm lượng dịch pectin bổ sung ảnh hưởng đến chất lượng mứt nhuyễn. Do tỷ lệ pectin bổ sung có ảnh hưởng đến độ cứng của mứt. Khi tăng lượng pectin bổ sung thì độ cứng càng tăng [3]. Tuy nhiên, với mứt nhuyễn độ cứng quá cao làm giảm độ mềm của sản phẩm.

Người ta có thể bổ sung trực tiếp chế phẩm pectin vào sản xuất, việc bổ sung pectin từ chế phẩm cho khả năng tạo cấu trúc tốt hơn từ phụ phẩm cam. Tuy nhiên, nếu bổ sung pectin từ phụ phẩm cam lại mang đến nhiều lợi ích trong quá trình sản xuất mứt cam đông như: Tạo màu sắc đặc trưng cho sản phẩm do vỏ cam có màu vàng sáng đẹp, tạo hương thơm đặc trưng cho sản phẩm từ vỏ cam, tăng hiệu quả của quá trình xử lý môi trường. Tuy nhiên cần có lưu ý khi tận dụng nguồn nguyên liệu từ phụ phẩm cam khi bổ sung sản xuất mứt cam đông. Thứ nhất, việc bổ sung pectin từ vỏ cam yêu cầu quá trình lọc, xay, sàng rây và khấy đều vỏ để tạo sự đồng đều trong cấu trúc sản phẩm. Thứ hai, việc bổ sung pectin từ vỏ cam đã sấy cho chất lượng hương thơm tốt hơn nhờ việc xử lý được độ ẩm trong vỏ cam trong quá trình sấy, từ đó giảm thời gian cho quá trình cô đặc mứt cam.

Vì vậy, bổ sung tỷ lệ dịch pectin hợp lý là yếu tố cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm. Kết quả nghiên cứu đã lựa chọn tỷ lệ dịch pectin 30% cho quá trình sản xuất.

3.3.3. Công thức sản xuất mứt

Tỷ lệ thành phần phối trộn Bảng 8.

Bảng 8. Nguyên liệu sản xuất mứt cam

Kết quả Bảng 8 cho thấy tỷ lệ từ dịch quả 49,07%, so với tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10393:2014 về mứt từ quả có múi quy định sản phẩm phải lượng quả (cụm từ này ko rõ nghĩa) có múi được sử dụng trong chế biến 1000 g sản phẩm cuối cùng không được nhỏ hơn 200 g, trong đó ít nhất 75 g thu được từ vỏ quả trong là cùi quả (hoặc thịt quả).

Đồng thời tiêu chuẩn cũng nêu rõ hàm lượng chất khô hòa tan đối với sản phẩm cuối cùng phải nằm trong khoảng từ 60- 65% hoặc lớn hơn, như vậy sản phẩm có hàm lượng chất khô hòa tan nằm trong quy định.

4. Kết luận

Cam đường trồng tại Bắc Giang có giá trị dinh dưỡng cao phù hợp cho sản xuất mứt cam nhuyễn. Tỷ lệ phần phụ phẩm từ cam khá cao chiếm 38,12%. Trong đó vỏ cam chứa nhiều chất dinh dưỡng quý có tác dụng tốt cho sức khỏe. Vì vậy, kết quả nghiên cứu cho thấy xử lý vỏ cam ở nồng độ muối 5%, sấy khô nghiền nhỏ và bã vỏ múi cam xử lý ở pH=2,0 bổ sung vào sản xuất mứt nhuyễn cam với các tỷ lệ vỏ cam 3% và dịch pectin thô 30% cho kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm cao nhất.