GT Chương 2 [PDF]

Zitiervorschau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TS. Lê Thị Hồng Ánh (chủ biên) ThS. Phan Thị Hồng Liên ThS. Phan Vĩnh Hưng ThS. Ngô Duy Anh Triết G ÁN H

GIÁO TRÌNH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BIA NƯỚC GIẢI KHÁT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TS. Lê Thị Hồng Ánh (chủ biên) ThS. Phan Thị Hồng Liên ThS. Phan Vĩnh Hưng ThS. Ngô Duy Anh Triết G ÁN H

GIÁO TRÌNH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BIA NƯỚC GIẢI KHÁT

MỞ ĐẦU Rượu, bia là các loại đồ uống đã được con người tạo ra và sử dụng từ lâu đời. Rượu, bia là loại đồ uống có cồn được hình thành thông qua quá trình lên men, còn nước giải khát pha chế mới xuất hiện sau này, được sử dụng rộng rãi trong đời sống thường nhật, giúp con người giải cơn khát, cung cấp năng lượng một cách nhanh chóng và sử dụng rất thuận tiện. Trong chương trình đào tạo ngành Công nghệ thực phẩm của hệ đại học, học phần Công nghệ sản xuất rượu, bia, nước giải khát là học phần chuyên ngành. Học phần này cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về sản xuất nước giải khát có gas, sản xuất bia, sản xuất rượu. Nội dung của giáo trình được chia làm năm chương: Chương 1: Xử lý nước trong công nghệ sản xuất rượu, bia, nước giải khát do ThS. Phan Thị Hồng Liên và ThS. Ngô Duy Anh Triết biên soạn. Chương 2: Công nghệ sản xuất nước giải khát có gas do TS. Lê Thị Hồng Ánh và ThS. Phan Thị Hồng Liên biên soạn. Chương 3: Sản xuất bia do TS. Lê Thị Hồng Ánh và ThS. Phan Vĩnh Hưng biên soạn. Chương 4: Sản xuất rượu do TS. Lê Thị Hồng Ánh và ThS. Phan Thị Hồng Liên biên soạn. Chương 5: Hệ thống làm sạch và khử trùng công nghiệp do TS. Lê Thị Hồng Ánh và ThS. Ngô Duy Anh Triết biên soạn. Giáo trình Công nghệ sản xuất rượu, bia, nước giải khát chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót. Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về Bộ môn Công nghệ chế biến Thực phẩm, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh. Trân trọng cám ơn! Nhóm biên soạn

i

MỤC LỤC

Chương 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS ................... 1 2.1. Nguyên liệu trong sản xuất nước giải khát có gas .......................................... 1 2.1.1. Nước ........................................................................................................ 1 2.1.2. Các chất tạo ngọt ..................................................................................... 1 2.1.3. Các acid thực phẩm ................................................................................. 5 2.1.4. Khí carbonic............................................................................................. 7 2.1.5. Hương liệu ............................................................................................... 8 2.1.6. Chất màu ................................................................................................ 10 2.1.7. Chất bảo quản ........................................................................................ 13 2.2. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất nước giải khát có gas ........................... 14 2.2.2. Lọc sirô .................................................................................................. 19 2.2.3. Làm nguội sirô ....................................................................................... 20 2.2.4. Pha chế sirô mùi..................................................................................... 21 Tính tiêu hao các chất trong nấu sirô ................................................................. 21 2.2.5. Xử lý CO2 .............................................................................................. 22 a.

Nhiệt độ ................................................................................................. 23

b.

Áp suất ................................................................................................... 23

c.

Các yếu tố khác ...................................................................................... 23

2.2.6. Bão hòa CO2 .......................................................................................... 24 2.2.7. Chiết rót, đóng nắp, hoàn thiện sản phẩm ............................................. 27 2.2.8. Chiết rót và đóng nắp............................................................................. 31

ii

CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ GAS Đồ uống là loại thực phẩm thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của con người. Do đó, trong những năm gần đây, các nhà chế biến thực phẩm đã đầu tư nhiều về lĩnh vực sản xuất đồ uống. Trong đồ uống thì nhóm nước giải khát có gas là một trong những sản phẩm được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất. Các nguyên liệu chính để sản xuất nước giải khát có gas gồm: nước, đường, CO2, hương liệu, acid, màu thực phẩm, chất bảo quản… 2.1. Nguyên liệu trong sản xuất nước giải khát có gas 2.2.1. Nước (xem phần 1.1) 2.2.2. Các chất tạo ngọt Để tạo vị ngọt cho sản phẩm, trong công nghệ sản xuất nước giải khát, người ta thường dùng chất ngọt tự nhiên hoặc chất ngọt tổng hợp. 2.2.2.1. Chất ngọt tự nhiên Sau nước, đường là nguyên liệu chính có số lượng sử dụng nhiều nhất. Đường chiếm tỷ lệ khoảng 8÷15% trong sản phẩm. Đường là một trong những chất cung cấp năng lượng nhanh cho cơ thể và chuyên chở hương vị của sản phẩm.Đường dùng để sản xuất thường là đường saccharose đuợc chế biến từ cây mía, củ cải đường. Ở Việt Nam, đường thường được sản xuất từ cây mía. Đường mía là một disaccharide, có các tính chất: tan tốt trong nước, 1 lít nước ở 15°C có thể hoà tan được 1970g đường, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ của nước, tuy nhiên saccharose ít tan trong cồn. Dưới tác dụng của nhiệt độ, saccharose bị mất nước và sẫm màu được gọi là caramel. Đường dùng để sản xuất nước giải khát phải đáp ứng các yêu cầu sau: độ tinh khiết ≥99,8%, không mùi, vị lạ, không phản ứng với các chất phụ gia, có năng lượng cao. Mặc dù, đường kết tinh đã được tinh luyện, loại bỏ các tạp chất và có không màu, nhưng đường cũng cần được xử lý thêm trước khi đưa vào pha chế syrup để sản phẩm có chất lượng ổn định và tốt hơn. 2.2.2.2. Chất ngọt tổng hợp Trong các sản phẩm dùng cho người ăn kiêng, đường được thay thế bằng đường nhân tạo hay còn gọi là đường hóa học. Đường hóa học là hợp chất không có trong tự nhiên, thường có vị ngọt rất cao so với đường saccharose và không có giá trị dinh dưỡng nào khác. Đường hóa học có nhiều loại: saccharin, aspartame, cyclamate, acesulfame K, sucralose... Với cùng trọng lượng, đường hóa học ngọt hơn đường thông thường từ 30÷70 lần, thậm chí có thể lên đến 200÷600 lần. Đường hóa học được dùng phổ biến trong các loại thực phẩm không nhằm cung cấp dinh dưỡng (kẹo cao su, nước ngọt có gas) hoặc có lượng calorie thấp (dành cho bệnh nhân cần kiêng đường hoặc muốn giảm cân). Không loại đường hóa học nào hoàn toàn tốt và mỗi loại có ảnh hưởng khác nhau đối với sức khỏe. Chẳng hạn như đường saccarin có thể gây ra tình trạng béo phì, đột quỵ, táo bón, mất trí nhớ; chất aspartame có trong đường hóa học là một trong các tác nhân gây ra bệnh đau nửa đầu và ung thư... 1

Saccharin (E954)- C7H5NO3S Bản chất hóa học của saccharin là ortho sulfimide benzoic acid, phân tử lượng 183Da. Khi ở dạng tinh thể khan, saccharin không hút ẩm và ít tan trong nước. Một lít nước ở 250C chỉ hòa tan được 3,4g saccharin. Hiện nay, có hai phương pháp sản xuất saccharin: phương pháp Remsen và Fahlbery sử dụng toluene và phương pháp Maumee, sử dụng methyl anthranilate. Phương pháp Remsen và Fahlberg: CH3

ClSO3H

O

CH3

CH3

KMnO4 H2SO4/CrO3

NH3 SO2Cl

NH S

SO2NH2 O

O

Phương pháp Maumee:

Trong công nghiệp sản xuất thức uống, người ta thường sử dụng muối sodium hoặc calcium saccharinate, là tinh thể hoặc bột kết tinh không màu, không mùi hay có mùi nhẹ, có vị ngọt đậm, độ ngọt gấp 500 lần so với đường saccharose (ADI: 0÷5mg/thể trọng), tan nhiều trong nước (1 lít nước ở 25°C hòa tan được 660g sodium saccharinate), ít tan trong cồn. Nhìn chung, saccharin và hai muối sodium, calcium saccharinate bền với nhiệt độ và pH trong các quy trình chế biến thực phẩm. Đây là một ưu điểm quan trọng của saccharin so với các chất tạo vị ngọt khác. Cần lưu ý là ở nồng độ cao, saccharin cho vị ngọt thoảng nhẹ hậu vị đắng. Khi sử dụng chung với các chất ngọt khác, saccharin gây ra hiệu ứng tương hỗ về độ ngọt. Điều đó cho phép các nhà sản xuất giảm hàm lượng các chất ngọt cần sử dụng trong quy trình chế biến nhưng vẫn đảm bảo độ ngọt của sản phẩm đạt yêu cầu.

2

Tính chất: − Ngọt gấp 300÷400 lần saccharose, ổn định ở môi trường acid nên dùng được trong nước ngọt. − Bột trắng, tan ít trong nước và ether. − Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu. Nó không gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho cơ thể. Vì thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo. Nhược điểm: − Có vị chát và kim loại. − Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khó chịu. Cyclamate(E952) -C6H12NHSO3Na NHSO3Na

Hình 2.1. Sodium cyclamate

Là một chất tạo ngọt phổ biến, thường được sử dụng dạng sodium hay calcium cyclamate. Cyclamate ở dạng tinh thể màu trắng, không mùi và dễ tan trong nước, một lít nước có thể hoà tan được 210g sodium cyclamate. Các tính chất của sodium cyclamate ổn định với nhiệt và ở pH=2,0÷8,0.Sodium cyclamate có vị ngọt tương tự saccarin nhưng không kèm theo hậu vị đắng. Hiện nay tại Việt Nam cyclamate mới được phép sử dụng, tuy nhiên cyclamate đã và đang được sử dụng trên thế giới ở hơn 50 quốc gia (trong đó có Trung Quốc, Canada, Anh…) Acesulfame K (E950) - C4H4O4NSK CH3

O

O N

SO2

H Hình 2.2. Acesulfame K

Acesulfame K hoặc acesulfame chất tạo vị ngọt thuộc họ oxathiazinone dioxide. Bản chất hóa học của acesulfame K là muối kalium của 6-methyl-1,2,3 oxathiazine-4(3H)-1-2,2-dioxide, phân tử lượng 201Da.ADI: 0 - 15 mg/kg thể trọng. 3

Hãng Hoechst (Đức) đã đưa ra phương pháp sản xuất acesulfame K, sử dụng fluorosulfonylisocyanate và ester butylic của acid acetoacetic.Ở dạng tinh thể, acesulfame K có màu trắng, không mùi, không hút ẩm và tan tốt trong nước. Một lít nước ở 200C có thể hòa tan được 270g acesulfame K. Khi sử dụng thức uống có chứa acesulfame K vị ngọt sẽ xuất hiện nhanh. Nếu nồng độ acesulfame K trong sản phẩm quá cao thì có thể gây ra hậu vị hơi đắng. Acesulfame K bền với nhiệt và pH. Ở 2350C, các tính chất của acesulfame K vẫn ổn định. Các thông số kỹ thuật trong quy trình sản xuất nước giải khát thường không làm thay đổi tính chất của acesulfame K.Acesulfame K còn được biết đến với các tên gọi khác như Sunette, Sweet one, Sweet’n safe.Nó được FDA kiểm nghiệm và cho đưa vào sử dụng từ năm 1988. Đặc biệt Acesulfame K không gây ra bất kỳ sự cảnh báo nào trên sản phẩm có chứa chúng. Acsesulfame K được sử dụng trong hơn 4000 sản phẩm trên khắp thế giới như chewing gum, các món ngọt, rượu, syrup, kẹo, yogurt… Ngoài ra, nó thường được dùng kết hợp với Aspartame hoặc các loại đường hóa học khác vì nó có tác động hỗ trợ, tăng cường và duy trì vị ngọt của thức ăn và nước giải khát. Tính chất: − Vị ngọt gấp 150÷200 lần đường saccharose. − Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tương tự saccarin. − Ổn định hơn Aspartam ở nhiệt độ cao và môi trường acid. − Acesulfam K không cung cấp năng lượng cho cơ thể vì nó không tham gia quá trình trao đổi chất và được thải ra ngoài theo nước tiểu mà không có bất kì sự biến đổi hóa học nào. − Giá thành rẻ − Tuy nhiên nó có dư vị hơi đắng Aspartam(E951) - C14H18N2O5

Hình 2.3. Công thức cấu tạo của Aspartam

Aspartame là methyl ester của dipeptide: L-aspartyl-L-phenylalanine, phân tử lượng 294Da. ADI: 0 - 40 mg/kg thể trọng. Aspartame được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1960 bởi Schlatter J.M. Chất này được nhà hóa học James Schlatter làm việc cho tập đoàn G D Searle phát hiện rất 4

tình cờ vào năm 1965 trong khi ông đang thử nghiệm thuốc chống lở loét vết thương. Ông làm đổ một ít aspartame dính lên tay. Ông nghĩ chất này không độc nên đã tiếp tục công việc mà không rửa tay. Và thế là ông đã tình cờ phát hiện ra vị ngọt của aspartam khi nếm phải nó trên ngón tay. Sau nhiều năm kiểm tra độ độc hại của aspartame, FDA đã công nhận aspartame được dùng như một chất tạo ngọt vào năm 1980. Không chỉ được dùng ở Mỹ, asparatme đã được dùng ở hơn 93 quốc gia. Ở dạng tinh thể, aspartame màu trắng, không mùi, độ ổn định rất cao. Ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản aspartame (dạng tinh thể) có thể kéo dài đến một năm. Độ hòa tan của aspartame trong nước không cao. Một lít nước ở 200C có thể hòa tan được 60g aspartame. Trong dung dịch, tính ổn định của aspartame phụ thuộc vào các giá trị nhiệt độ, pH và thời gian bảo quản. Thông thường, các tính chất của aspartame không bị thay đổi khi nhiệt độ nằm trong khoảng 20÷250C, pH=3,0÷5,0. Khi pH quá acid hoặc quá kiềm và nhiệt độ tăng cao, aspartame bị phân hủy và vị ngọt cũng bị biến mất. Aspartame cho vị ngọt tương tự như đường saccharose. Đây là một ưu điểm lớn của aspartame so với các chất tạo vị ngọt khác. Hiện nay, aspartam là chất ngọt rất được ưa chuộng. Nó được sử dụng mọi nơi trên thế giới với sự hiện diện trong hơn 6000 loại thực phẩm khác nhau như bánh kẹo, yogurt, trong các thức uống ít nhiệt năng như Coke diete, Pepsi diete… và cả trong dược phẩm. Aspartam được sử dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất nước giải khát, đặc biệt là các loại thức uống dạng bột. Tính chất: − Là một dipeptid, nó ngọt hơn saccharose khoảng 200 lần. − Không để lại dư vị khó chịu. − Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4kcal/g (17kJ/g). Tuy nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartam đã tạo ra độ ngọt cần thiết. Do đó năng lượng chúng ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể. − Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đường. − Không ổn định ở nhiệt độ và pH cao. − Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartam không giữ được lâu. Cho trộn aspartam với saccarin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình. 2.2.3. Các acid thực phẩm Để tạo cho nước giải khát có vị chua dịu, trong sản xuất, người ta thường dùng một số acid thực phẩm như acid citric, acid malic, acid tactric…

5

Bảng 2.1. Một số acid dùng trong sản xuất nước giải khát Trọng lượng phân tử

Điểm sôi (◦C)

TT

Acid

1

Acid citric, acid 2-hydroxy-1,2,3-propane tricarboxylic HOOCCH2C(OH)(COOH)CH2COOH

192.1

152-154

Acid tartaric (D-tartaric), acid 2,3-dihydroxy butanedioic

150,1

171-174

98

42,35

134,1

98-102

2 HOOCCH(OH)CH(OH)COOH Acid Phosphoric, orthophosphoric acid 3 H3PO4 4

Acid Malic (D-malic),acid HOOCCH(OH)CH2COOH

2-hydroxy

butanedioic

2.2.3.1. Tác dụng Acid là thành phần quan trọng trong hầu hết các loại nước giải khát có gas. Mục đích: − Tạo vị chua cho sản phẩm, tương tự như loại quả mà chúng được đặt tên (cam, chanh). − Làm nhẹ vị ngọt của đường. − Là chất bảo quản trong việc tồn chứa syrup, dung dịch màu và sản phẩm. Acid thường dùng trong sản xuất nước giải khát là các acid thực phẩm, anhydrous: − − − −

Acid citric: cho các sản phẩm có mùi chanh, cam và các sản phẩm khác. Acid tactric: cho các sản phẩm sá xị, nho. Acid phosphoric cho các sản phẩm cola. Acid malic cho nước me, táo.

Có thể dùng một hay phối hợp nhiều loại acid trong một sản phẩm. 2.2.3.2. Acid citric(E330) Acid citric chứa nhiều trong quả chanh, vì thế còn gọi là acid chanh, có thể nhận được acid citric từ: Lên men dịch đường, do tác dụng của enzyme chứa trong chủng nấm mốc Aspergillus niger. Tách từ quả có múi, đặc biệt là quả chanh. Acid citric có dạng tinh thể không màu, không mùi, ngậm một phân tử nước, độ tinh khiết thường trên 99%. Khi hòa tan acid trong nước cất, dung dịch phải trong suốt, vị chua tinh khiết, không có vị lạ. Độ hòa tan của acid tỷ lệ thuận với nhiệt độ của nước. Khả năng hòa tan của acid citric trong 100 gam nước vào khoảng sau: 6

Bảng 2.2. Độ hòa tan của acid citric trong 100 gam nước

Nhiệt độ nước °C:

0

12

20

40

60

100

Lượng acid (gam):

190

200

210

225

242

282

Acid citric cần được bảo quản trong các bao bì đậy kín, vì nếu để phơi ngoài không khí một thời gian, nó sẽ hút nước làm acid bị ẩm. 2.2.3.3. Acid tactric (E334) Acid tactric có nhiều trong quả nho, được dùng trong sản xuất nước giải khát và rượu mùi, có vị chát nhẹ.Acid tactric là tinh thể không màu, có vị chua gắt, hòa tan tốt trong nước, độ hòa tan tỷ lệ thuận với nhiệt độ. 2.2.3.4. Acid phosphoric (E338) Acid phosphoric thường được bán dưới dạng lỏng, nồng độ 75÷85%. Dung dịch acid phosphoric không mùi, không màu và có độ chua mạnh. Số loại acid và số lượng acid sử dụng có ý nghĩa quan trọng trong việc điều chỉnh mùi vị của từng chủng loại sản phẩm. Như vậy, acid đóng một vai trò rất quan trọng đối với mùi vị của sản phẩm. 2.2.4. Khí carbonic (CO2) Khí CO2 rất phổ biến trong tự nhiên. Tùy theo áp suất và nhiệt độ, khí CO2 có thể tồn tại ở 3 dạng: rắn, lỏng, khí. Trong nước giải khát có gas, CO2 là yếu tố tạo nên sự đặc trưng của sản phẩm. 2.2.4.1. Nguồn gốc CO2 Trong thiên nhiên, CO2 được tạo ra từ quá trình hô hấp của động vật, thực vật, cũng như của con người.CO2 cũng được tạo thành từ phản ứng cháy, nung vôi sống, phản ứng lên men, hoặc từ các giếng có chứa khí CO2…Trong các nhà máy sản xuất nước giải khát, CO2 thường được dùng từ hai nguồn: - Từ các phản ứng lên men của các nhà máy sản xuất cồn, bia. - Từ phản ứng đốt cháy dầu DO với chất trung gian là monoethanol amine (MEA). 2.2.4.2. Tác dụng của CO2 CO2 góp phần tạo nên hương vị, mặc dù bản thân CO2 không có vị, nhưng khi hòa tan trong nước sẽ tạo ra một lượng nhỏ acid, điều này đủ tạo nên vị chua cho dung dịch và kết hợp với vị chua của acid cùng hương liệu tạo nên hương vị đặc trưng của sản phẩm. Ngoài ra, các bọt khí CO2 tự do cũng kích thích vòm miệng. Tác dụng như một chất bảo quản: CO2 ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật nên góp phần trong việc bảo quản sản phẩm. Các bọt khí CO2 sủi lên trên bề mặt sản phẩm làm cho sản phẩm hấp dẫn hơn. Ngoài ra, một số người cho rằng: CO2 giúp cho sự tiêu hóa tốt hơn.

7

2.2.4.3. Đặc tính của CO2 CO2 là một khí nặng, không màu và gần như không mùi, không cháy, không gây ăn mòn kim loại. Khi tan trong nước, CO2 tạo ra một dung dịch acid nhẹ (acid carbonic) có độ pH từ 3,2 đến 3,7 và không gây nguy hiểm cho vật liệu thông thường. Trong môi trường nhiều khí CO2, có thể gây ngạt thở vì nó cắt nguồn cung cấp oxygen, vì vậy, CO2 được dùng làm chất chữa cháy. CO2 còn là nguyên liệu chính của phản ứng quang tổng hợp thực vật. CO2 thường hiện diện ở 3 trạng thái: − CO2 ở dạng khí khi nhiệt độ trên 31,1°C. − CO2 sẽ hóa lỏng ở nhiệt độ thấp hơn 31,1°C. Ở nhiệt độ bình thường, CO2 chỉ ở trạng thái lỏng khi được nén với áp suất cao. Vì vậy, CO2 lỏng luôn phải chứa trong bình chịu được áp suất cao. − CO2 ở trạng thái rắn ở nhiệt độ -56,6°C, có màu trắng như tuyết, được nén thành dạng viên và có tên thương mại là nước đá khô (dry ice). − CO2 rất dễ hòa tan trong nước. Đây là đặc tính và là yếu tố quan trọng trong ngành sản xuất nước giải khát. Ở nhiệt độ 15°C, một thể tích nước hấp thụ được một thể tích CO2, ta nói: nước bão hòa một thể tích (1 volume) CO2. Phương pháp cơ bản để đo hàm lượng CO2 bão hòa của một dung dịch là xác định số thể tích CO2 hoặc trọng lượng CO2 có trong dung dịch đó. 2.2.5. Hương liệu (Flavor) 2.2.5.1. Đặc điểm Mặc dù chỉ đóng góp một tỷ lệ rất nhỏ trong thành phần tạo thành sản phẩm và hầu như không có giá trị dinh dưỡng, nhờ sự hỗ trợ của đường và các chất phụ gia, hương liệu đóng vai trò chính tạo nên mùi vị đặc trưng của nước giải khát. Hương liệu là điểm nổi bật quan trọng của nước giải khát, vì nó là yếu tố đặc trưng của sản phẩm và là điểm cốt yếu hấp dẫn người tiêu dùng. Thường rất khó phân biệt rõ giữa mùi (odor) và vị (taste). Vì cả mùi và vị đều được nhận biết nhờ sự kết hợp của khứu giác và vị giác. Sự phối hợp mùi và vị của các sản phẩm là điều bí mật của mỗi nhà máy để cho ra một sản phẩm được thị trường ưa thích. Các hương liệu dùng để sản xuất nước giải khát gồm có: chất trích ly trong cồn, chất trích ly không có cồn, cốt đặc, nước quả cô đặc, nhũ tương. Về cơ bản, hương liệu gồm hai thành phần: hương là phần quan trọng tạo ra mùi và dung môi thường sử dụng là cồn, nước, glycerine, glycol. 2.2.5.2. Hương liệu tự nhiên Hương liệu tự nhiên chủ yếu có nguồn gốc từ tinh dầu. Hàng năm thế giới sản xuất ra khoảng 20.000 tấn tinh dầu thiên nhiên để phục vụ cho nhu cầu của con người. Trữ lượng tinh dầu trong thực vật phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng. Tinh dầu có trong các thành phần khác nhau của cây như ở hoa, lá, vỏ cây, thân cây, rễ… Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng không tan trong nước hoặc tan rất ít, nhưng lại hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ như rượu, 8

ether, chất béo. Tinh dầu bay hơi với nước có vị cay ngọt, nóng và có tính sát trùng mạnh. Thành phần hóa học của tinh dầu gồm các terpene và những dẫn xuất chứa oxygen của terpene Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không ổn định mà luôn thay đổi theo thời gian sinh trưởng của cây hoặc cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu, thời tiết. Tính chất hóa lý của tinh dầu Tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ có mùi thơm, mùi thơm của tinh dầu là mùi của cấu tử có nhiều trong tinh dầu (cấu tử chính). Ví dụ: mùi của tinh dầu hoa hồng là mùi của phenyl ethyl (cấu tử chính). Tinh dầu là một loại chất lỏng được tinh chế (thông thường nhất là bằng cách chưng cất bằng hơi nước) từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặc những thành phần khác của thực vật. Hầu hết các loại tinh dầu đều trong, ngoại trừ vài loại tinh dầu như dầu cây hoắc hương, dầu cam, dầu sả (lemongrass) thì đều có màu vàng hoặc hổ phách. Đa số tinh dầu thường rất dễ bay hơi, có mùi thơm, không hòa tan trong nước và khối lượng riêng thường nhỏ hơn nước. Có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớn hơn nước như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương... tan tốt trong cồn, dung dịch hữu cơ, các loại dầu mỡ, có thể tan một phần trong dung dịch kiềm. Đa số tinh dầu không có màu hoặc có màu vàng nhạt, một số có màu như tinh dầu quế có màu nâu sẫm, tinh dầu thymus màu đỏ. Tinh dầu thường có vị cay, hắc. Tỷ trọng của tinh dầu thường vào khoảng 0,85÷0,95. Tính chất hóa học Tinh dầu dễ bị oxy hóa dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước và có thể bị nhựa hóa một phần. Alcohol trong tinh dầu bị oxy hóa biến thành aldehyd, aldehyd biến thành acid. Các hợp chất nối đôi dễ bị oxy hóa hoặc tham gia phản ứng cộng hợp.Nhiều thành phần các nhóm chức khác nhau có thể tham gia các phản ứng hóa học, làm thay đổi tính chất của tinh dầu. Khác với dầu béo, thành phần của tinh dầu là những hợp chất thuộc dãy terpene công thức chung là (C10H16)n và những dẫn xuất có chứa oxygen của terpene như rượu, cetone, aldehyd. Còn dầu béo là các hợp chất thuộc dãy glyxerine, paraffin, olefin... không thuộc dãy terpene. Dầu béo không bay hơi cùng với hơi nước nên không chưng cất được, dầu béo sau khi tinh chế thường không có mùi thơm đặc trưng, thường trong quá trình bảo quản dầu béo, dầu có thể có mùi do bị ôi khét, hư hỏng. Hương liệu tự nhiên được chiết xuất, trích ly từ thực vật (quả, lá, rễ…) tạo ra hương như cam, chanh, sáxị, bạc hà… thường có dạng trích ly trong cồn, hay từ thịt quả (cốt cam, dứa) cốt quả thường được thêm acid, chất bảo quản để giữ cho sản phẩm ổn định trong một thời gian. 2.2.5.3. Hương liệu nhân tạo (tổng hợp) Hương liệu nhân tạo được sản xuất với nhiều gốc hóa học phối hợp lại. Ví dụ: tinh dầu chuối, lê, dâu, táo, dứa… 9

Hương liệu hỗn hợp gồm có hương liệu tự nhiên và hương liệu tổng hợp. Thông thường, người ta pha thêm hương liệu tổng hợp vào hương liệu tự nhiên để có mùi thơm mạnh hơn. Các hương liệu thường ở dạng chất lỏng, không màu hoặc màu vàng, đôi khi có màu sẫm, có thành phần hóa học rất đa dạng (cetone, aldehyde, các ester phức tạp và các nhóm chất hữu cơ khác nhau). Đặc điểm: có độ bay hơi cao, ngay ở 0°C, vì vậy chúng có mùi thơm mạnh. Hương liệu có tỷ trọng từ 0,80÷0,98(g/ml); chúng hòa tan nhiều trong ether, cồn ethylic, cetone... 2.2.5.4. Bảo quản hương liệu Hương liệu phải được bảo quản tốt để không bị biến đổi mùi vị, tách lớp hoặc oxy hóa và nhiễm vi sinh vật. Hương liệu được để nơi thoáng mát, tối, không có ánh nắng mặt trời để tránh bị oxy hóa. Các bình chứa hương liệu phải được đậy nắp kín, nên chứa trong bình của chính nhà sản xuất và không nên dùng bình kim loại. Các hương liệu dùng dư không được đổ trở lại bình chứa. Với cốt quả khi đã mở nắp bình chứa, phải dùng hết. Không nên sử dụng hương liệu để quá thời hạn sử dụng theo khuyến cáo của nhà sản xuất, được ghi trên bao bì. Các loại hương liệu sử dụng trong sản xuất nước giải khát phải tan được trong nước. Các hương liệu dạng dầu chứa nhiều terpene và secquiterpene không hòa tan trong nước, phải được hòa tan trong cồn etylic trước khi đưa vào pha chế syrup. 2.2.6. Chất màu 2.2.6.1. Đặc điểm Để trạng thái ngoại quan của sản phẩm có màu sắc tương tự các loại quả hoặc thực vật mà chúng mang tên (như cam, chanh, dâu…) người ta thêm màu thực phẩm vào trong sản phẩm để tạo màu sắc hấp dẫn với người tiêu dùng. 2.2.6.2. Chất màu tự nhiên Thường gặp trong các nguyên liệu thực vật như chất anthocyanin làm hoa quả có màu đỏ, carotenoid tạo màu vàng và chlorophyl tạo màu xanh lá cây. Các sắc tố này là những hợp chất hóa học phức tạp và có độ bền rất khác nhau, dễ bị thay đổi trong quá trình bảo quản chế biến… nên ít được dùng trong ngành sản xuất nước giải khát. Caramel là chất màu có được từ sự đốt cháy đường saccharose ở nhiệt độ cao, là chất lỏng, màu sẫm tối, hơi đắng nên còn gọi là kẹo đắng. Caramel hòa tan tốt trong nước, cho sắc màu nâu cánh gián, thường được sử dụng để sản xuất sản phẩm sá xị, cola, ginger ale… 2.2.6.3. Chất màu nhân tạo Các chất màu nhân tạo (màu tổng hợp) rất đa dạng. Màu dùng để sản xuất nước giải khát phải là loại tan được trong nước, có tính acid, bền, không ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm và không bị nhiễm vi sinh vật hay hóa chất. 10

Ở Việt Nam, màu thực phẩm được dùng trong sản xuất thực phẩm phải nằm trong danh mục cho phép của Bộ Y tế. Một số chất màu thường được dùng trong sản xuất nước giải khát như: − − − − −

Màu tartrazine (E102) có màu vàng chanh. Màu sunset yellow FCF (E110) có màu vàng cam. Màu ponceau 4R (E124) có màu đỏ tươi. Màu carmoisine (E122) có màu đỏ tím. Màu brillant blue FCF (E133) có màu xanh lơ.

Trong quy trình sản xuất nước giải khát, các bột màu được pha thành dung dịch và phải được dùng ngay trong ngày, nếu dung dịch màu được để hơn một ngày thì phải được bảo quản bằng acid hay sodium benzoate và tránh ánh sáng mặt trời. Màu sắc của nước giải khát thường bị biến đổi bởi nấm mốc, nấm men, vi khuẩn và ánh sáng mặt trời. Bảng 2.3. Bảng chất màu tự nhiên được phép sử dụng ở châu Âu (theo 94/36/EC)

Tên chất màu

Nguồn gốc

Màu

Mã số

Ổn định trong điều kiện Ánh sáng

Gia nhiệt

Đặc tính

Anthocyanins

Vỏ nho, bắp cải tím.

Đỏtímxanh

E163

Tốt

Tốt

Hòa tan trong nước, là chất màu tự nhiên, màu đỏ trong môi trường acid, xanh dần khi pH tăng

Beetroot Red

Củ cải đường đỏ

Hồng đến đỏ

E162

Kém

Kém

Hòa tan trong nước; chịu nhiệt, ánh sáng kém; dễ bị oxy hóa, pH tốt nhất 3,5-5

Carmine

Rệp son

Đỏ dâu, cam, đỏ

E120

Rất tốt

Rất tốt

Hòa tan trong alkan, hòa tan kém ở pH thấp, kết tủa ở pH