Báo cáo Đồ án: Quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua

Tài liệu phân tích chi tiết quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men và bảo quản sản phẩm.

• Tác giả: Luong Trung Kien
• Người hướng dẫn: Th.S Tran Thi Yen Nhi
• Trường học: Hoa Sen University
• Chuyên ngành: Food Technology
• Đề tài: Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Dưa Cải Muối Chua
• Loại tài liệu: Specialized project report
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Tóm tắt

I. Giới thiệu về quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua

Dưa cải muối chua là một sản phẩm thực phẩm truyền thống có giá trị dinh dưỡng cao, được sản xuất thông qua quá trình lên men tự nhiên. Sản phẩm này không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu mà còn chứa các vi khuẩn có lợi cho sức khỏe tiêu hóa. Quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ về các yếu tố như nồng độ muối, đường, nhiệt độ và thời gian lên men. Hiểu rõ về các bước sản xuất giúp doanh nghiệp thực phẩm nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và tăng giá trị kinh tế. Bài viết này sẽ cung cấp một hướng dẫn toàn diện về quy trình sản xuất, từ chuẩn bị nguyên liệu đến bảo quản thành phẩm cuối cùng.

1.1. Khái quát về sản phẩm dưa cải muối chua

Dưa cải muối chua là một loại thực phẩm lên men truyền thống được làm từ cải xoăn hoặc cải bắp được ngâm trong dung dịch muối chua. Sản phẩm này giàu các vitamin, khoáng chất và vi khuẩn lactic acid có lợi cho hệ tiêu hóa. Theo bảng thành phần dinh dưỡng, dưa cải cung cấp vitamin C, vitamin K và các chất chống oxy hóa quan trọng. Quá trình lên men tự nhiên giúp tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm.

1.2. Tính cấp thiết của nghiên cứu quy trình sản xuất

Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua có vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa chi phí sản xuất. Việc kiểm soát các thông số như nồng độ muối, nồng độ đường, nhiệt độ lên men và thời gian lên men giúp đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm. Điều này cực kỳ quan trọng để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng quốc tế và xây dựng thương hiệu sản phẩm uy tín trên thị trường.

II. Quy trình chuẩn bị nguyên liệu và những yếu tố ảnh hưởng

Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu là nền tảng quan trọng quyết định chất lượng cuối cùng của dưa cải muối chua. Trước hết, cần lựa chọn cải tươi có chất lượng cao, không có dấu hiệu hư hỏng hay mục nát. Quá trình rửa sạch bằng nước sạch để loại bỏ bụi bẩn, thuốc trừ sâu và các tạp chất khác rất quan trọng. Sau đó, cần cắt cải thành các miếng có kích thước vừa phải để dễ dàng ngâm trong dung dịch muối chua. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình công nghệ bao gồm nồng độ muối, nồng độ đường, nhiệt độ và pH của dung dịch. Những yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn có hại và khuyến khích sự phát triển của vi khuẩn lactic acid có lợi.

2.1. Lựa chọn và xử lý nguyên liệu cải

Việc chọn cải tươi chất lượng cao là bước đầu tiên quan trọng. Cải nên được thu hoạch vào thời điểm thích hợp, có màu xanh hoặc xanh tím đặc trưng. Sau khi thu hoạch, cần rửa sạch kỹ lưỡng với nước sạch, loại bỏ hoàn toàn bụi và các chất dính. Tiếp theo, cắt cải thành các miếng nhỏ có chiều dài 2-3 cm để giúp dung dịch muối chua thấm đều vào từng phần cải, tăng tốc độ và hiệu quả của quá trình lên men.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Nồng độ muối (thường từ 5-10%) là yếu tố then chốt ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại trong khi cho phép vi khuẩn lactic acid hoạt động. Nồng độ đường (2-5%) cung cấp nguồn năng lượng cho quá trình lên men. Nhiệt độ lên men (15-25°C) ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lên men và hương vị cuối cùng. pH của sản phẩm cần được duy trì ở mức 3.0-3.5 để đảm bảo sự an toàn và khả năng bảo quản lâu dài.

III. Quy trình lên men và điều kiện tối ưu

Quá trình lên men là trái tim của quy trình sản xuất dưa cải muối chua. Đây là quá trình vi khuẩn lactic acid phân hủy các carbohydrate trong cải, tạo ra axit lactic, nước và các hợp chất hương vị độc đáo. Quá trình này thường kéo dài từ 7 đến 30 ngày, tùy thuộc vào nhiệt độ và các điều kiện môi trường khác. Để đạt được kết quả tối ưu, cần duy trì nhiệt độ lên men ổn định khoảng 18-22°C. Quá nóng sẽ tạo ra mùi vị không mong muốn, quá lạnh sẽ làm chậm quá trình lên men. Trong suốt quá trình lên men, cần kiểm tra thường xuyên mùi, màu sắc và độ cứng của sản phẩm để xác định thời điểm hoàn thành lên men.

3.1. Các giai đoạn chính của quá trình lên men

Giai đoạn 1 (ngày 1-3): Vi khuẩn lactic acid bắt đầu hoạt động, pH giảm dần. Giai đoạn 2 (ngày 4-10): Lên men tích cực, tạo ra axit lactic và các hợp chất hương vị. Giai đoạn 3 (ngày 11-30): Lên men chậm dần, sản phẩm đạt mức độ hoàn thành với hương vị đặc trưng. Mỗi giai đoạn có những đặc điểm riêng cần được theo dõi để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

3.2. Điều kiện tối ưu cho lên men thành công

Nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 18-22°C, tránh những biến động đột ngột. Độ ẩm không khí nên duy trì ở 60-70% để ngăn ngừa khuôn mốc phát triển. Không khí nên được loại bỏ hoàn toàn khỏi bao bì để tạo điều kiện kỵ khí cho quá trình lên men. Sử dụng nước muối chua đủ nồng độ (8-10%) để ngâm hoàn toàn cải và ngăn chặn vi khuẩn có hại phát triển. Kiểm tra và điều chỉnh các thông số này thường xuyên là chìa khóa để sản xuất dưa cải muối chua chất lượng cao.

IV. Bảo quản đóng gói và tiêu chuẩn chất lượng

Sau khi hoàn thành quá trình lên men, bước tiếp theo là bảo quản và đóng gói sản phẩm để duy trì chất lượng cho đến khi tiêu thụ. Dưa cải muối chua cần được bảo quản ở nhiệt độ lạnh (4-10°C) để làm chậm quá trình lên men và duy trì các đặc tính cảm quan mong muốn. Bao bì đóng gói phải kín khí để ngăn chặn ôxy hóa và sự nhiễm bẩn. Các loại bao bì phổ biến bao gồm lọ thủy tinh, bao bì nhựa và bao bì kim loại. Thời gian bảo quản có thể kéo dài đến 6-12 tháng nếu điều kiện bảo quản được kiểm soát tốt. Để đánh giá chất lượng sản phẩm, cần sử dụng các tiêu chí cảm quan như màu sắc, mùi, vị và độ cứng, kết hợp với các phân tích vi sinh vật để đảm bảo an toàn thực phẩm.

4.1. Điều kiện bảo quản và lựa chọn bao bì

Nhiệt độ bảo quản tối ưu là 4-10°C, tránh để ở nơi có ánh sáng trực tiếp. Độ ẩm nên duy trì ở 70-80% để ngăn chặn khô hạn sản phẩm. Loại bao bì kín khí như lọ thủy tinh hoặc hộp nhựa PET giúp bảo quản lâu dài và duy trì chất lượng cảm quan. Bao bì metal cũng là lựa chọn tốt vì cản sáng hoàn toàn và chống nước tốt. Nhãn sản phẩm cần ghi rõ ngày sản xuất, hạn sử dụng và hướng dẫn bảo quản để hướng dẫn người tiêu dùng.

4.2. Đánh giá chất lượng và tiêu chuẩn sản phẩm

Đánh giá cảm quan bao gồm kiểm tra màu sắc (xanh lá hoặc xanh tím tươi), mùi thơm (chua dịu, thơm tự nhiên), vị (chua, mặn, ngọt cân bằng) và độ cứng (giòn, không mềm quá). Phân tích vi sinh vật cần xác định vi khuẩn lactic acid chiếm ưu thế và không có vi khuẩn gây bệnh. Độ an toàn thực phẩm phải đảm bảo pH < 4.6, nồng độ muối thích hợp và không có nấm mốc hoặc khuẩn gây bệnh. Theo tiêu chuẩn Việt Nam, sản phẩm phải đáp ứng tất cả các yêu cầu về vi sinh, hóa học và cảm quan.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Dưa cải muối là món ăn truyền thống lâu đời của người Việt Nam, với các nguyên liệu chính: dưa cải là thành phần không thể thiếu cùng với các gia vị hoà trộn với muối để lên men vi sinh tạo độ chua cho món ăn, các món ăn được lên men sẽ giúp cho thời gian bảo quản, thời gian sử dụng được lâu hơn. Theo BS Phùng Chúc Phong (Viện Dinh dưỡng quốc gia) cho biết sử dụng dưa cải muối có tác dụng kích thích hệ tiêu hoá và bổ sung các vi sinh vật có lợi cho con người như lactobacillus, acidophilus và plantarum. Trong đường ruột của con người có hàng triệu vi sinh vật gồm có hại và có lợi cùng tồn tại. Các vi sinh vật có lợi sẽ tạo ra kháng thể giúp cơ thể có miễn dịch đối với vi sinh vật gây hại.

Ngoài ra, vi sinh vật còn có thể tạo ra vitamin cho cơ thể. Dưa cải muối sẽ giúp cho cơ thể bổ sung được các vi sinh vật có lợi cũng như tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể con người. Trong cuộc đối thoại giữa chủ tịch FPT Trương Gia Bình và các doanh nhân, nữ doanh nhân Nguyễn Thị Thành Thực cho rằng nông sản Việt thụ động, không biết ra chợ bán hàng mà chỉ ngồi nhà chờ được hỏi mua. Nữ doanh nhân Bắc Giang: “Nông sản Việt như cô gái đẹp chỉ ngồi nhà chờ người khác hỏi mua”.

Ở Việt Nam, các doanh nghiệp cũng như người nông dân chỉ quan tâm đến khâu cung ứng nguyên liệu hay khâu sản xuất nguyên liệu, nước ta chỉ xuất khẩu những nguyên liệu thô cho các nước tiên tiến mua về chế biến, nguyên liệu được mua với giá rẻ mạc được chế biến thành phẩm bán ở giá ngất ngưỡng. Các doanh nghiệp Đài Loan, Hongkong, Trung Quốc phải sang Việt Nam mua những nguyên liệu thô, khi nước ta là người cung cấp nguyên liệu thì sẽ dẫn dắt được khâu chế biến, bán hàng. Chính vì vậy nghiên cứu để sản xuất ra sản phẩm lên men mang lại ý nghĩa thực tiển rất cao góp phần phát triển và rộng thị trường tiêu thụ cho ngành công nghiệp thực phẩm, cũng như thực phẩm lên men. từ đó hình thành lên đề tài nghiên cứu quy trình sản xuất dưa cải muối chua.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu của nghiên cứu Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua 4 1.2 Nội dung của nghiên cứu - Tổng quan về quá trình lên men - Khảo sát quá trình thời gian và nhiệt độ lên men - Khảo sát tỷ lệ phối trộn - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái quát về sản phẩm Dưa cải muối là một trong những món ăn truyền thống của người dân Việt Nam.

Theo bệnh viện đa khoa quốc tế Vinmec, dưa cải mang hương vị đậm đà, những lợi ích cho sức khoẻ như cải thiện tiêu hoá, chống lão hoá, giảm lượng cholesterol giúp lưu thông máu. Thông thường chỉ sản xuất trên qui mô gia đình làm theo phương pháp truyền thống mà không tìm hiểu về quá trình lên men, các vi sinh vật tác động đến thực phẩm, nghiên cứu này sẽ đi sâu vào quy trình công nghệ sản xuất và bản chất của quá trình lên men. Các vi sinh vật như lactobacillus, acidophilus… sẽ tạo ra các enzyme giúp chuyển hoá đường và tinh bột thành acid lactic tạo vị chưa cũng như phân huỷ một phần các protein có trong thực phẩm, giúp cơ thể tiêu hoá dễ hơn. Nguyên liệu được sử dụng là nguyên liệu từ rau tươi, không tác động của nhiệt, giữ được các thành phần vitamin trong rau quả.

Bên cạnh đó dưa cải còn cung cấp một lượng lớn chất xơ giúp hạn chế một số bệnh liên quan đến thiếu chất xơ và ngăn ngừa một vài bệnh liên quan như trĩ, táo báo hoặc thậm chí ung thư ruột. Nước Protein Đường Chất xơ Tro (%) Vitamin (mg%) (%) (%) (%) (%) B1 B1 C 93,8 1,7 2,1 1,8 0,6 0,07 01 52 Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của dưa cải Nguồn: PGS. TS Trần Khắc Thi Quá trình lên men lactic là quá trình phân giải hydrocarbon trong điều kiện yếm khí với sự tích luỹ acid lactic trong môi trường lên men [7]. Đây là môi trường oxy hoá không hoàn toàn.

Quá trình lên men lactic được chia thành 2 kiểu: - Lên men đồng hình: là quá trình lên men mà lượng lactic chiếm 90-98% trong sản phẩm. Các vi khuẩn đồng hình phân giải đường glucose theo quá trình EMP ( Embden- Meyerhof-Panas ) thành pyruvate. Chuyển hoá Pyruvate thành lactose và một phần nhỏ được chuyển hoá thành Ethanol, CO2. - Lên men dị hình: ngoài lên men lactic còn tạo thành các sản phẩm như acid acetic, glycerin, ethanol… chiếm tỷ lệ khác cao.

Vì vậy vi khuẩn lactic sẽ 6 không có các enzyme cơ bản của sơ đồ EMP là alolase và triose phosphate isomerase. Dưới tác dụng của pentophosphatcetolase, Xylulose-5-phosphate biến thành phosphoglyceraldehyde hoặc sẽ chuyển hoá thành acetylphosphate. Acetylphosphate sẽ được khử thành ethanol thông qua acetadehyde hoặc chuyển một phần hay toàn phần acetylphosphate thành acid acetic, giải phóng ATP, phosphoglyceraldehyde thông qua acid pyruvic biến thành acid lactic.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình công nghệ Quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua Nguyên liệu cải Xử lý sơ bộ Phơi nắng (Hoặc chần) và rửa lại Cắt nhỏ Chuẩn bị lên men Chuẩn bị nước muối Lên men Bảo quản lạnh Thành phẩm 7 a) Chọn nguyên liệu Cải muối dưa phải đạt chuẩn thu hoạch, chất lượng, có mùi hăng nhẹ của cải. Cải có màu xanh đậm, chắc, bắp to và trên lá có lổ thủng nhỏ như hạt đậu(không có thuốc sâu).

Chọn cải nguyên cây, không bị dập úa, không có mùi vị lạ, sâu bệnh. Cải có khối lượng trung bình 1-2kg. b) Xử lý sơ bộ Cải được chọn lọc kỹ sau khi được vận chuyển đến nơi sản xuất, loại bỏ hết những lá vàng úa, sâu bệnh. Phân loại cải to và nhỏ riêng nhau giúp tạo sự đồng đều trong quá trình lên men và tạo cảm quan cho người tiêu dùng về sự đồng nhất của sản phẩm.

Sau khi chọn lọc, cải được rửa sạch từng lá tránh làm dập cải. c) Phơi nắng và rửa lại Nguyên liệu sau khi được rửa sạch để ráo và đem ra phơi trực tiếp với nắng để làm héo nhằm giúp sản phẩm đạt được chất lượng tốt. Sau đó rửa sạch lại với nước, loại bỏ hết đất cát, tạp chất trong quá trình phơi nắng. d) Cắt nhỏ Cải sẽ được cắt nhỏ thành miếng vừa ăn và cho vào hũ đựng.

e) Chuẩn bị lên men Chuẩn bị nước muối và hũ đựng muối chua cho sản phẩm Do sản phẩm cần bảo quản trong thời gian dài và không sử dụng các loại phụ gia và gia vị gì khác ngoài muối, đường vì khi sử dụng sẽ dễ làm hỏng sản phẩm. Cho nước muối vào hũ sành lớn, khuấy trộn cho muối hoà tan hết. Nước muối sẽ được chuẩn bị trước vài ngày với mục đích cho muối hoà tan hết và lắng trong. Nước muối sẽ được bổ sung phẩm màu vàng nhằm tạo màu sắc cho sản phẩm.

Sau khi được cắt nhỏ, cải sẽ được xếp chặt vào hũ đựng. f) Lên men Cải sẽ phải được nén chặt nhằm đảm bảo điều kiện lên men yếm khí để tạo được chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu. Rót nước muối vào hũ đựng sản phẩm phải đảm bảo ngập mặt cải (10cm). Sản phẩm được lên men trong thời gian 96 tiếng và nhiệt độ phòng xấp xĩ 30oC.

g) Thành phẩm 8 Sản phẩm thành phẩm sẽ được bảo quản ở nhiệt độ thường. Để kéo dài thời gian bảo quản và thời gian sử dụng thì số lượng vi khuẩn Lactic phải rất cao. Có thể bảo quản ở nhiệt độ thấp 2- 4 độ C hay dùng chất chống nấm mốc và vi khuẩn gây thối. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình công nghệ sản xuất dưa cải muối chua - Vi sinh vật Vi sinh vật sẽ ngưng hoạt động trong dung dịch muối có nồng độ cao kể cả vi khuẩn gây chua lactic.

Một số vi sinh vật sẽ ngừng hoạt động khi nồng độ dung dịch muối sau: Tên vi sinh vật Nồng độ muối (%) Bact – Brassicae fermentati 12% Bact – Cucumeris fermentati 13% Bact – aderholdi 8% Bact – Coli 6% Bact – Amylo bacter 8% Bact – Protues vulgaris 10% Bảng 2: Bảng vi sinh vật sẽ ngưng hoạt động ở nồng độ muối nhất định Để đảm bảo cho quá trình lên men diễn ra bình thường dung dịch muối phải đạt nồng độ từ 6-12%. - Đường: là nguồn nguyên liệu quan trọng để tích tụ nhiều acid lactic. Hàm lượng đường trong nguyên liệu không đủ thì độ acid cần thiết sẽ không đảm bảo và đạt được chất lượng thấp cho sản phẩm. Lựa chọn cải có hàm lượng đường cao cũng là yêu cầu quan trọng.

- Nhiệt độ: để tạo môi trường thích hợp cho vi khuẩn hạn động giới hạn, nhiệt độ từ 30-40oC sẽ giúp vi khuẩn lạ phát triển nên quá trình lên men lactic quy định nhiệt độ giới hạn là không quá 20 oC, ở nhiệt độ này các vi sinh vật làm kém chất lượng sản phẩm sẽ bị hạn chế. - Oxy: vì là quá trình lên men yếm khí, không đòi hỏi oxy. Một số vi khuẩn lactic khi gặp không khí nó sẽ phát triển chậm lại.2 NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 2.1 Nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam các nhà khoa học đã nghiên cứu được nhiệt độ thích hợp để lên men dưa cải từ 20-25 độ C và độ pH từ 3-3,5 đó là điều kiện tối ưu nhất giúp cho sản phẩm có vị đậm đà, giòn, thời gian sử dụng ở nhiệt độ phòng khoảng 5-6 tháng, giảm thời gian lên men. [5] Đại học Cần Thơ đã nghiên cứu xác định được 21 dòng vi khuẩn phù hợp để lên men.

Dòng vi khuẩn Lactobacillus plantarum cho hàm lượng acid cao nhất. Thông số thích hợp cho quá trình nghiên cứu: pH 4,87, nồng độ muối 4,08%, mật độ vi khuẩn 5,1 x 108 tế bào/mL với hàm lượng acid lactic đạt 5,71 g/L sau 6 ngày lên men.[2] Theo nghiên cứu khác, kết quả nghiên cứu cho thấy đặc tính cấu trúc và chất lượng cảm quan sản phẩm dưa cải được cải thiện đáng kể khi cải bẹ được chần ở 70 °C trong thời gian 120 giây. Ngoài ra, cải bẹ được lên men trong dung dịch có nồng độ muối NaCl ban đầu là 4,0% sẽ giúp sản phẩm có thời gian lên men ngắn và duy trì đặc tính cấu trúc.2 Nghiên cứu ngoài nước Ở Nhật Bản, đã nghiên cứu được Halanaerobium cung cấp một loại enzyme quan trọng trong con đường sinh tổng BCAA và giúp chuyển hoá đường lên đến 87% và tạo acid lactic cao nhất.