Công nghệ chế biến sữa đậu nành

Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 1 Bài 1: Công nghệ chế biến sữa đậu nành Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 2 1. Giới thiệu sơ lược về sữa đậu nành: Sữa đậu nành là sản phẩm thu được từ quá trình nấu dịch sữa đậu (tức dung dịch thu được từ khi tiến hành trích ly hạt đậu nành). Đây là dạng nhũ tương có giá trị dinh dưỡng tương tự sữa bò, là có ưu điểm là tránh được những bệnh truyền nhiễm từ động vật lây sang. Ngoài ra, do một số tính chất riêng, sữa đậu nành đặc biệt dùng rất tốt cho người già, người bệnh đái tháo đường, phong thấp, táo bón và trẻ em mà cơ thể dị ứng với sữa bò. Sữa đậu nành là 1 nguồn dinh dưỡng giàu protein và vitamin nhóm B. Sữa đậu nành chứa isoflavones, đây là chất giúp làm giảm LDL (cholesterol có hại). Tuy nhiên trong sữa đậu nành không có nhiều Calcium nên các nhà sản xuất thường bổ sung thêm Calcium trong sản phẩm. • Phân loại: Sữa đậu nành và các sản phẩm có liên quan có thể được phân loại dựa theo thành phần của chúng như sau: o Theo tiêu chuẩn phân loại của FAO: - Sữa đậu nành truyền thống (thô): Làm bằng nước trích ra từ nguyên hạt đậu nành. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:5. Trong sữa có khoảng 4% protein. - Sữa đậu nành loại giả sữa: được tạo ra có thành phần giống như sữa động vật. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:7. Trong sữa có khoảng 3.5% protein. Ngọt nhẹ, thêm dầu và muối. Có thể được thêm hương sữa động vật. - Nước giải khát đậu nành: Thêm ngọt và thêm hương. Tỉ lệ đậu và nước khoảng 1:20. Trong sữa có khoảng 1% protein. - Sản phẩm chua: tất cả các loại trên sau khi lên men lactic hoặc thêm acid lactic. - Loại hỗn hợp: pha trộn giữa sữa đậu nành và các loại rau quả khác hay với sữa động vật. - Bột sữa đậu nành: loại sản phẩm làm từ hạt đậu nành xay nhỏ sau đó gia nhiệt thành loại bột mịn. o Theo tiêu chuẩn phân loại của Hiệp hội các thực phẩm từ đậu nành của Mỹ (Soyfoods Association of America): - Sữa đậu nành (soymilk): chứa tối thiểu 3.0% protein đậu nành, 1.0% chất béo đậu nành, và 7.0% hàm lượng chất khô. - Thức uống từ sữa đậu nành (Soymilk drink): “Soymilk drink” là một loại thức uống tuy không chất lượng bằng “soymilk” nhưng cần chứa tối thiểu 1.5% protein đậu nành, 0.5% chất béo đậu nành, và 3.9% hàm lượng chất khô. - Bột sữa đậu nành (Soymilk powder): “Soymilk powder” là sản phẩm nhận được từ sự tách nước khỏi dịch sữa đậu nành, hoặc trộn các protein đậu nành và bột dầu đậu nành. Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành, 13.0% chất béo đậu nành, và 90.0% hàm lượng chất khô. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 3 - Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây là sản phẩm thu được bằng cách điều chỉnh hàm lượng nước trong sữa đậu nành, thành phần sản phẩm chứa tối thiểu 6.0% protein đậu nành, 2.0% chất béo đậu nành, và 14.0% hàm lượng chất khô. 2. Tổng quan nguyên liệu: Đậu nành: — Nguồn gốc và tình hình phân bố: Đậu nành (còn gọi là đậu tương) là loại ngũ cốc giàu chất dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, vitamin và muối khoáng, có đặc tính sinh học cao do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và có thể hỗ trợ khi thiếu thức ăn động vật vì thế đậu nành là nguồn thực phẩm quan trọng. Đậu nành có tên khoa học là Glycine Max Merrill. Đậu nành là loại ngũ cốc quan trọng của ngành lương thực thực phẩm thế giới. Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu (Trung Hoa) khoảng 5000 năm trước đây, nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền bắc Trung Hoa. Từ đây, đậu nành được lan truyền dần khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền nam Trung Hoa và các nước Đông Nam Á. Du nhập đến Nhật Bản vào thế kỷ thứ 8 và khoảng một ngàn năm sau đó qua đến Châu Âu. Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ, Nứớc Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang), chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước, ngoài ra, còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Daklak và Đồng Tháp, Theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục trông trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn/năm. Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dung trong nước, và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm. — Thành phần hóa học: Hạt đậu nành là một loại nguyên liệu thực vật rất giàu protein. Thành phần hạt Tỷ lệ Protein (%) Lipit (%) Cacbonhydrat (%) Tro (%) Nguyên hạt 100,0 40,0 21,0 35,0 4,9 Nhân (tử diệp) 90,3 43,0 23,0 29,0 5,0 Vỏ hạt 7,3 8,8 1,0 86,0 4,3 Phôi 2,4 41,1 11,0 43,0 4,4 Bảng 2.1: Thành phần hóa học trong hạt đậu nành Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 4 Trong thành phần hoá học của đậu nành, người ta chỉ quan tâm đến hai nhóm protein và lipid. Nhóm glucid của đậu nành không thuộc loại có giá trị dinh dưỡng cao. • Protein và thành phần axit amin: Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỉ lượng rất lớn. Protein đậu nành được tạo bởi các acid amin, trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng Methionin thấp), còn các axit amin khác có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng. Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%; trung bình 36 – 40%. Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): anbumin (6-8%), globulin (25– 34%), glutelin (13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể. Có thể nói protein đậu nành gần giống protein của trứng. Loại axit amin Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo Giá trị được đề nghị bởi FAO-OMS Leucin 7,84 8,32 8,00 10,24 8,26 4,8 Isoleucin 4,48 5,60 5,12 5,60 3,84 6,4 Lysin 6,40 6,24 2,12 8,16 3,68 4,2 Phenylalanin 4,96 5,12 4,48 5,44 4,80 2,8 Threonin 3,84 5,12 4,64 4,96 3,36 2,8 Trytophan 1,28 1,76 1,21 1,44 1,28 1,4 Valin 4,80 7,52 5,28 7,36 5,76 4,2 Methionin 1,28 3,20 2,72 2,88 2,08 2,2 Bảng 2.2 : Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng ( g/100g protein) Ö Ngoài ra, protein đậu nành còn chứa 2 thành phần không mong muốn là: - Trypxin-Inhibito ức chế enzym trypxin tiêu hóa protein của động vật, do đó cần phải loại bỏ trong quá trình chế biến. - Hemgglutinin là protein có khả năng kết hợp với hemoglobin nên làm giảm hoạt tính của hemoglobin. • Lipit: Hàm lượng lipit trong đậu nành dao động từ 13,5-24 %, trung bình chiếm 18% trọng lượng chất khô. Trong nhóm lipit của đậu nành có 2 thành phần được xem là quan trọng chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô trong hạt. Lipid có nhiều ở nhân hạt đậu nành.Trong nhóm lipid của đậu nành có hai thành phần chính là glyceride và lecithin. Glyceride đậu nành : chứa nhiều acid béo không no, khoảng 50 – 60 % acid linoleic (C 18: 2) nên dầu đậu nành được xem là dầu thực phẩm có giá trị sinh học cao. Tuy nhiên, Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 5 cũng vì chứa nhiều acid béo không no nên dầu đậu nành rất dễ oxi hoá dẫn đến hư hỏng trong quá trình bảo quản. Lecithin đậu nành : chiếm 3% trọng lượng hạt, là một loại phosphatid phức tạp, và được sử dụng nhiều làm chất nhũ tương, chất chống oxi hoá trong chế biến thực phẩm (ví dụ : magarine, bánh kẹo, chocolate …), trong dược phẩm và mỹ phẩm. Do tính chất của lipid là tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete etylic, ete dầu hỏa, benzen,cloroform,…) và không tan trong nước, nhẹ hơn nước. Nhờ những tính chất này, người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành. Các hợp chất màu (clorofin, caroten,…) có hàm lượng trong hạt và trong dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng. Do đó phương pháp ép dầu nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với phương pháp ép dầu nguội. Hạt còn non hay bảo quản hạt đậu nành ở điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu một thì lượng acid béo tự do càng lớn (phẩm chất hạt kém). • Cacbonhydrat: Cacbonhydrat trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể. Cacbonhydrat được chia làm 2 loại: - Đường tan (10%) : sucrose 5%, stachyose 4%, raffinose 1% - Chất xơ không tan (20%) : hỗn hợp polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất của acid pectic Cacbonhydrat Hàm lượng % Xenluloza 4,0 Hemixenluloza 15,4 Stachyoza 3,8 Rafinoza 1,1 Saccharoza 5,0 Các loại đường khác 5,1 Bảng 2.3 : Thành phần Cacbonhydrat của đậu nành • Chất khoáng: Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Trong đó, đáng chú ý nhất là: canxi, photpho, mangan, kẽm, sắt. Thành phần Tỷ lệ ( % ) Chất khoáng Canxi 0,16 ÷ 0,47 Photpho 0,41 ÷ 0.82 Mangan 0,22 ÷ 0,44 Kẽm 37mg/kg sắt 90 ÷ 150 mg/kg Bảng 2.4 : Thành phần chất khoáng của đậu nành Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 6 • Vitamin: Hạt đậu nành chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho sự phát triển cơ thể, nhưng hàm lượng vitamin trong đậu nành rất thấp và dễ bị mất trong quá trình chế biến.Trong đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D. Bảng 2.5 : Thành phần vitamin • Một số enzym trong đậu nành: Enzym là chất xúc tác sinh học, làm tăng tốc độ quá trình biến đổi trong cơ thể. Bao gồm các enzym sau: - Ureaza: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua thành ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống. - Lipaza: thủy phân glycerit tạo thành glycerin và axit béo. - Phospholipaza: thủy phân este của axit acetic. - Lipoxyenaza: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong axit béo. - Amylaza: là enzym thủy phân tinh bột, gồm 2 loại: enzym α-amylaza và β-amylaza, chiếm một tỷ lệ khá lớn trong hạt đậu nành. Người ta thường bổ sung enzym amylaza trong các phế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành, có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em, cung cấp chất đạm cần thiết cho con người. • Tro Trong đậu nành, tro chiếm hàm lượng khoảng 4,6%. Bảng 2.6 : Thành phần tro của đậu nành theo phần trăm chất khô. Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Thiamin 11–17,5 % Inoxiton 2300 mg% Riboflavin 3,4–3,6 % Vitamin A 0,18–2,43 % Niaxin 21,4–23 mg/g VitaminE 1,4 mg% Pyridoxin 7,1–12 mg/g Vitamin K 1,9 mg% Biotin 0,8 mg/g Vitamin B1 0,54 mg% A.pantothenic 13–21,5 mg/g Vitamin B2 0,29 mg% A.folic 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg% Thành phần Hàm lượng P2O5 SO3 K2O Na2O CaO Cl MgO Chất khác 1.17% 0,6–2,18% 0,41–0,44% 1,91–2,64% 0,38% 0,23–0,63% 0,025% 0,22–0,55% 1,17% Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 7 — Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành: Cây đậu tương là cây lương thực có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng. Ngoài sử dụng trực tiếp ở dạng hạt khô, các sản phẩm chế biến từ hạt đậu tương rất đa dạng như đậu phụ, sữa đậu nành, nước tương, dầu đậu nành, giá đỗ, bột đậu nành,… Ngoài ra, thân và lá đậu tương cũng có tác dụng cải tạo đất rất tốt, giúp tăng năng suất của các loại cây trồng khác. Qua thành phần hóa học của hạt đậu nành cho thấy đây là loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình 38-42%, lipit 18-20%, giàu nguồn sinh tố và muối khoáng. Đậu nành là loại hạt duy nhất mà giá trị của nó được đánh giá đồng thời cả protein và lipit. Nếu đem so giữa đậu nành với các loại đậu khác thì hàm lượng chất béo trong đậu nành gấp 15 lần, protein gần gấp rưỡi. ™ Về giá trị lipit: đậu nành có chứa hàm lượng dầu béo cáo hơn các loại đậu khác nên được xem là cây cung cấp dầu thực vật. Lipit của đậu nành chứa một tỷ lệ cao các axit béo chưa no có hệ số đồng hóa cao, mùi vị thơm ngon. Dùng dầu đậu nành thay mỡ động vật có thể tránh được bệnh xơ cứng động mạch, sự tăng cholesteron trong máu. Trong công nghiệp sản xuất nước trái cây, dầu đậu nành cũng được cho vào để kéo dài thời gian bảo quản. ™ Về giá trị protein: đậu nành đứng hàng đầu về hàm lượng protein so với các loại thực phẩm khác, đồng thời chứa đầy đủ thành phần axit amin không thay thế, do đó đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao nên được nhiều người ưa chuộng. Ž Với hàm lượng protein trung bình từ 38-42% là cao hơn cả so với cá, thịt và cao gấp hai lần hàm lượng protein có trong các loại đậu khác. Ž Protein của đậu nành dễ tiêu hóa hơn protein của thịt và không có thành phần tạo cholesteron. Ngoài ra các nghiên cứu khoa học đã chứng minh đậu nành có khả năng làm giảm lượng cholesterol trong máu từ 12% - 15%. Nước: Nước là một nguyên liệu cơ bản không thể thiếu trong sản xuất sữa đậu nành và hầu hết trong các loại nước giải khát khác. Nước chiếm 70-80% trong sữa đậu nành thành phẩm. Thành phần, các tính chất lý hóa, vi sinh của nước sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến kĩ thuật sản xuất và chất lượng của sản phẩm. Do đó, nước dùng trong sản xuất nước giải khát nói chung và sữa đậu nành nói riêng có yêu cầu khá nghiêm ngặt như sau: — Chỉ tiêu cảm quan - Trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ. - Đảm bảo tính chất vi sinh như chỉ số E.coli không lớn hơn 3. - Là loại nước mềm, hàm lượng các muối. — Chỉ tiêu hóa học pH = 6 ÷ 7 Là loại nước mềm, hàm lượng các muối, kim loại phải thỏa mãn tối thiểu phải thỏa mãn các chỉ tiêu trong bảng dưới đây: Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 8 Chỉ tiêu Hàm lượng yêu cầu Độ cứng chung ≤ 7 mg/l Hàm lượng H2SO4 ≤ 80 mg/l Hàm lượng Cl2 ≤ 0,5 mg/l Hàm lượng As ≤ 0,05 mg/l Hàm lượng Pb ≤ 0,1 mg/l Hàm lượng F ≤ 3 mg/l Hàm lượng Zn ≤ 5 mg/l Hàm lượng Cu ≤ 3 mg/l Hàm lượng Fe ≤ 0,3 mg/l Độ oxi hóa ≤ 2 mgO2/l Bảng 2.7: Quy định chung về thành phần hoá học của nước dùng trong sản xuất nước giải khát. — Chỉ tiêu vi sinh - Tổng số vi sinh vật hiếu khí: dưới 100 con/ml. - Chỉ số E.coli: dưới 20 con/ml. - Chuẩn số E.coli: trên 50 con/ml. Vi sinh vật không gây bệnh: không có. Đường: Lượng đường trong nước giải khát chiếm khoảng 8 – 10 %. Ngoài việc cung cấp năng lượng đường còn có tác dụng điều chỉnh hài hòa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát, có thể sử dụng nhiều loại đường khác nhau tuy nhiên thông dụng nhất vẫn là đường saccarose bởi saccarose không có hậu vi xấu Trong sữa đậu nành, lượng đường chiếm khoảng 3-10%, có thể sử dụng từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng thông dụng nhất là đường saccharoza kết tinh, gồm có: đường tinh luyện (RE), đường cát trắng (RS) trong đó đường cát trắng chia làm 3 hạng: thượng hạng, hạng 1, hạng 2… - Ngoài đường kết tinh có thể sử dụng đường khác nhau: đường nước, đường tán…Tuy nhiên chất lượng không tốt bằng đường kết tinh về mặt cảm quan. - Đường là thành phần chính trong nước giải khát và mức độ quan trọng chỉ đứng sau nước, nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước giải khát nói chung và sữa đậu nành nói riêng. Chỉ tiêu của đường dùng cho nước giải khát: Theo tiêu chuẩn TCVN 1695-87: Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 9 Đường cát trắng Chỉ Tiêu Đường tinh luyện Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hàm lượng saccarose =%hất khô không nhỏ hơn 99,8 99,75 99,62 99,48 Độ ẩm =%khối lượng không lớn hơn 0,035 0,05 0,07 0,08 Hàm lượng đường khử=%khối lượng không lớn hơn 0,03 0,05 0,10 0,18 Hàm lượng tro =%khối lượngkhông lớn hơn 0,03 0,05 0,07 0,10 Độ màu=độ Stame(0ST)không lớn hơn 1,2 1,4 2,5 5,0 Hình dạng Tinh thể đồng đều, tơi khô, không còn cục Mùi vị Tinh thể đường như dung dịch đường trong nước cất, có vị ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc Trắng sáng 3. Các sản phẩm từ hạt đậu nành Qua thành phần hóa học của hạt đậu nành, ta có thể thấy được rằng đậu nành là một loại hạt có giá trị dinh dưỡng rất cao. Mặt khác, đậu nành lại là một loại cây rất dễ trồng. Do đó, từ rất lâu, con người đã khai thác những ích lợi do nó mang lại bằng cách tạo ra rất nhiều dạng thực phẩm khác nhau từ đậu nành. Các sản phẩm thực phẩm được chế biến từ đậu nành hết sức đa dạng như đậu phụ, nước tương, chao, dầu đậu nành, bột đậu nành, sữa đậu nành,… Một số sản phẩm chế biến từ đậu nành như: 3.1 Đậu phụ: Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 10 Đậu phụ là một sản phẩm được sản xuất từ đậu nành. Đậu phụ không chỉ được sản xuất ở Việt Nam mà còn sản xuất ở nhiều nước khác như Trung Quốc, Nhật, các nước Đông Nam Á và các nước Châu Âu như Hà Lan, Pháp,… Đậu phụ có nhiều dạng khác nhau, chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau, nhưng nói chung chia làm ba loại: mềm, cứng, phụ lụa Thành phần chủ yếu của đậu phụ là: Các chất đạm 10-11.5% Độ ẩm 80-85% Các chất béo 6-7.5% Tro 0.6% Glucid 0.5-0.8% Canci 0.2% − Đây là một sản phẩm có từ rất lâu, giàu protein và thường được những người ăn chay sử dụng như là một nguồn thực phẩm thay thế cho protein của động vật. − Sản phẩm đậu phụ có rất nhiều dạng khác nhau. Ứng với mỗi dạng, nó có các tên gọi khác nhau. Tuy nhiên, tất cả các dạng đậu phụ đều một trong 3 loại là đậu phụ mềm, đậu phụ cứng và đậu phụ lụa. Trong quy trình công nghệ sản xuất đậu phụ rất đơn giản. Ta có thể sản xuất theo phương pháp xay khô hay xay ướt. Sự khác nhau chủ yếu giữa 2 quy trình công nghệ chủ yếu là khi ta xay nên dưới đâu tôi chỉ xin giới thiệu 1 quy trình và chúng ta sẽ làm cho quy trình còn lại chỉ khác nhau khi xay đậu. • Quy trình công nghệ sản xuất đậu phụ theo phương pháp xay ướt Chú ý: Dịch sữa khi gia nhiệt xong phải được kết tủa ngay. Có thể kết tủa bằng các tác nhân hoá học như CaCl2, CaSO4, CH3COOH, HCl... hoặc bằng nước chua tự nhiên. Trong dân gian nước chua tự nhiên là chất được dùng phổ biến (xem cách chế biến nước chua tự nhiên) với lượng nước chua thường dùng là 20 - 22% so với dịch sữa. Sản xuất nước chua tự nhiên: Hỗn hợp: Sữa đậu nành + nước chất đậu (sau khi ép thô) + nước sôi để nguôi = 10:15:75. Hỗn hợp để lên men tự nhiên ở nhiệt độ 35-40oC trong thời gian 39-42h là nước chua đã hình thành và có thể sử dụng được. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 11 Hình 3.1: Quy trình công nghệ sản xuất đậu phụ theo phương pháp xay ướt. 3.2 Chao Ly tâm Rửa bã Bã Lọc Nước Xay nghiền Đậu nành Phân loại, làm sạch Ngâm Nước Đậu phụ Làm lạnh Ép khuôn Đông tụ Tạp chất τ = 3-4h mùa hè, τ = 5-6h mùa đông Tỉ lệ nước: đậu = 3:1 Tỉ lệ nước: đậu = 6:1 CaCl2/CaSO4/ CH3COOH/HCl.. τ = 10-15ph T0= 70-800C Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 12 − Chao là sản phẩm lên men được sản xuất từ đậu nành. Vì quá trình lên men nên chao có giá trị dinh dưỡng và hệ số tiêu hóa cao hơn đậu phụ nhiều. Chao có nhiều dạng sản phẩm khác nhau như chao nước, chao đặc, chao bánh và chao bột. − Do quá trình lên men, các enzim của vi sinh vật tham gia thủy phân protein thành các axit amin, lipit thành các este thơm nên chao có giá trị dinh dưỡng cao và mùi thơm rất đặc trưng. Các loài vi sinh vật tìm thấy trong chao: Actinomucor elegans, M.hiemalis, M.silvaticus, M.subtilis. Trong đó loài Actinomucor elegans là tốt nhất. Ngoài ra còn thấy nhiều loài vi khuẩn tổng hợp proteaza trong các mẫu chao. Việc sử dụng các giống nấm mốc và vi khuẩn thuần chủng để sản xuất chao bao giờ cũng cho kết quả cao nhất. − Tuy có nhiều loại chao khác nhau nhưng công nghệ sản xuất các loại chao bao giờ cũng qua 3 bước: sản xuất đậu phụ làm chao, nuôi mốc, lên men chao. − Bước sản xuất đậu phụ chao tương tự như phần sản xuất đậu phụ đã trình bày ở phần trên. Từ đậu phụ chao, ta sẽ sản xuất ra chao nước và chao bánh theo 2 quy trình công nghệ khác nhau. • Quy trình công nghệ sản xuất chao bánh. Dịch rượu và muối ăn Đậu phụ chao Cấy mốcMốc giống Nuôi mốc Ngâm Chao bánh Bao gói Lên men lạnh Lên men nóng Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 13 • Quy trình công nghệ sản xuất chao nước. 3.3 Nước chấm lên men: Nước chấm lên men từ đậu nành có xuất xứ ở Trung Quốc, là một chất điều vị kích thích tiêu hóa đồng thời cung cấp cho cơ thể một lượng đạm nhất định. Nước chấm được sản xuất từ các nguyên liệu giàu đạm, ít tinh bột do đó có hàm lượng đạm cao và có lượng đường ít hơn. Từ đậu tương có thể sản xuất ra nước chấm lên men và nước chấm thủy phân bằng acid. Phương pháp lên men tuy có chu kỳ xuất lâu hơn và không triệt để bằng phương pháp thủy phân bằng acid nhưng nay là phương pháp không gây độc hại, đòi hỏi những thiết bị đắt tiền và còn giữ lại được một số aminoacid. Bản chất của quá trình sản xuất nước chấm lên men là phân giải protid trong đậu tương thành hỗn hợp dịch đạm gồm các aminoacid nhờ lên men protesa có trong nấm mốc Aspergillus oryzae ở điều kiện thích hợp. Muối ăn Chao nước Đậu phụ chao Cấy mốc Ướp muối Lên men Mốc giống Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 14 Quy trình công nghệ sản xuất nước tương bằng con đường lên men. 3.5 Dầu đậu nành: Dầu đậu nành dùng trong thực phẩm cũng như những dầu khác có tầm quan trọng trong đời sống và sản xuất, ngoài ra dầu nành có giá trị dinh dưỡng đặc biệt quan trọng trong phòng chống suy dinh dưỡng ở trẻ em.Trong thành phần của dầu nành có chứa những axit béo không thay thế linoleic và linolenic là những axit béo mà cơ thể người không thể tổng hợp được. Những axit béo này đóng vai trò đặc biệt trong cơ thể người, mà người ta thường gọi chúng là cấu tử hoạt động sinh lý của dầu thực vật hay là vitamin F. Vitamin F của dầu đậu nành tham gia tích cực vào quá trình trao đổi chất béo và đóng vai trò quan trọng trong việc phòng ngừa chứng xơ cứng động mạch của người lớn tuổi. Dầu nành ép từ hạt đậu nành có màu vàng nhạt đến vàng, có mùi đặc trưng của đậu nành. Các chỉ số của dầu : SV : 189 – 195 IV : 105 – 130 Tỉ trọng ở 20oC : 0,918 – 0,924 Thành phần acid : Acid béo no: panmitic chiếm 2.5-6%, stearic chiếm 4.5-7.3% Acid béo không: linolic chiếm 51-57%, oleic chiếm 23-29%, linolenic chiếm 3-6% Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 15 Hạt đậu nành Ép kiệt hoặc trích Làm sạch Làm sạch Cặn dầu Dầu thô Chưng cất Làm nguội Mixen Bã Làm sạch Sấy hạt Bảo quản Bóc tách vỏ Nghiền Chưng sấy Ép sơ bộ Nghiền Chưng sấy Làm sạch Tạp chất Vỏ Cặn dầu Khô dầu Dầu Trích ly Sấy Bã Bã Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 16 ™ Tinh luyện dầu thô để thu dầu tinh luyện (dùng trong thực phẩm, dược phẩm và các ngành khác như sản xuất dầu cứng, glyxerin, xà phòng, …) Hình : Quy trình công nghệ sản xuất tinh luyện dầu thô. Đất hoạt tính Dầu nành tinh luyện Tẩy mùi Lọc Dầu nành thô Thủy hóa Trung hòa Rửa dầu Tẩy màu Sấy Làm nguội Xử lý thu hồi dầu và cặn phospholipid Nước Xử lý thu hồi dầu NaOH NaCl Nước Xử lý thu hồi dầu Thu hồi dầu Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 17 3.6 Bột dinh dưỡng trẻ em trên cơ sở hạt đậu nành: Nhân hạt Nghiền thô Nghiền dập, tách vỏ Nghiền thô Điều chỉnh độ ẩm Phối trộn Đùn, ép Tạo hình + gia vị Sấy khô, làm nguội Nghiền mịn Phối trộn Thức ăn trẻ em Đậu nành hạt Vỏ Điều chỉnh độ ẩm Hạt gạo (bắp) Bánh Snack Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 18 3.7 Bột đậu nành/ bột hỗn hợp: 3.8 Sữa chua từ đậu nành: Đậu nành Làm sạch Luộc Tách vỏ Sấy Xay nghiền Sàng Hỗn hợp ( Bột đậu: bột ngũ cốc = 20:80) Bao gói Sản phẩm Vỏ Dung dich nước vôi Đậu nành Pha trộn Pha men Ủ men Làm nguội Đóng gói Sản phẩm Bảo quản lạnh ( 00C – 50C) Men chua: Đun 1 lít sữa bò trong 10ph, để nguội xuống 450C. Cho 50ml sữa chua tươi vào đó, ủ ở nhiệt độ 42 – 450C trong vòng 4 – 5h. Phối trộn sữa đậu nành tươi với 4% gluco, 4% đường, 0.5% getaline ( getaline là chất tạo liên kết cho sản phẩm, nếu dùng gelatine thì phải pha nó với nước nóng cho tan hết rồi mới hoà vào sữa). Ủ ở nhiệt độ 43 – 450C trong 3.5 – 4h, sử dụng nước nóng để ủ và luôn đảm bảo nhiệt Khi sữa chua đã đạt được hương vị và độ kết dính thì lấy ra khỏi nơi ủ và làm lạnh. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 19 3.9 Chả lụa chay Làm sạch Ngâm Nghiền Lọc Nấu Lọc kết tủa Ly tâm Chả lụa chay Đậu nành Phối trộn Xay Bã Nước Tạp chất Nước thải Nước Gia vị Nước Nước CaCl2 Đông tụ Đóng gói Hấp Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 20 4. Quy trình thí nghiệm sữa đậu nành: — Nguyên liệu Nguyên liệu dùng để sản xuất sữa đậu nành gồm có: - Đậu nành: 200g - Nước: 2l - Đường: 300g - Lá dứa: 4 lá - Các nguyên liệu khác Nghiền đậu Nước Hạt đậu nành khô Rửa, tách vỏ Nước thải, vỏ Nước Ngâm Nước Nước thải, vỏ Lọc Bã Gia nhiệt Nước + Đường τ = 20phút; có khuấy đảo t0= 85-900C Tiếp nhận và kiểm tra chai, nắp Rửa, sấy chai Tiệt trùng Đóng chai Sữa đậu nành τ = 25 phút t0= 1210C Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 21 — Yêu cầu về chọn hạt đậu nành: Đậu nành là nguyên liệu chính trong sản xuất sữa đậu nành, nó quyết định tỷ lệ thu hồi protein và chất lượng sản phẩm đặc biệt là giá trị cảm quan. Do đó trong sản xuất, đậu nành phải được lựa chọn đúng tiêu chuẩn: - Chín thành thục về mặt sinh học, loại bỏ những hạt non. - Chọn những hạt nguyên, khô, sạch, không sâu, không mọt, không có mùi hôi thối. - Độ ẩm thấp (10-14%). - Vỏ hạt màu nâu vàng nhạt. Tránh những hạt có vỏ màu xanh vì hợp chất Chlorophyll có trong vỏ hay trong lá mầm tạo vị đắng và chuyển thành hợp chất phyophytin (màu nâu) trong quá trình chế biến. - Hạt nứt không quá 5% khối lượng, hạt hư hỏng không quá 2% khối lượng, hạt xanh không quá 2%. - Tạp chất không quá 3% khối lượng. — Ngâm: • Mục đích: Làm cho hạt đậu hút nước và trương nở lên, hydrat hóa các thành phần dinh dưỡng có trong hạt đậu như: protein, glucid, lipit… để dễ dàng phân tán vào dịch sữa sau này. Làm mềm đậu, giảm lực liên kết giữa vỏ và nhân giúp cho quá trình xay nghiền dễ dàng hơn tăng hiệu suất quá trình nghiền, giảm chi phí năng lượng trong quá trình nghiền. Đồng thời Trước khi ngâm Sau khi ngâm Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 22 làm giảm hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose), tiêu diệt một phần vi sinh vật không ưa nhiệt do nước dùng ngâm đậu. • Cách tiến hành Rửa sạch 200g đậu nành nhiều lần, sau đó ngâm đậu trong thau nước, lượng nước: đậu ngâm theo tỉ lệ 2:1 vì nếu lượng nước nhiều sẽ gây lãng phí và tổn hao chất khô, ngược lại lượng nước quá ít không đủ để hạt trương nở sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi protit trong quá trình xay. Ngâm đậu trong thời gian 6-8h ở nhiệt độ khoảng 20-250C.Trong quá trình ngâm đậu phải thường xuyên thay nước nhiều lần để tránh đậu bị chua do quá trình lên men lactic làm cho lượng axit lactic tích tụ nhiều. Ngâm đậu đúng thời gian vì nếu ngâm thời gian ngắn hạt đậu không trương nở tốt, chưa đạt độ mềm sẽ gây khó khăn trong quá trình xay nghiền Æ giảm hiệu suất quá trình xay nghiền. Còn nếu thời gian ngâm quá dài tổn thất các chất dinh dưỡng trong hạt đậu, hạt dễ bị thối nhụn và bị chua. — Rửa, tách vỏ • Mục đích: Quá trình này nhằm loại bỏ các tạp chất có trong đậu nành hay bám trên bề mặt vỏ đậu nành như: đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại, và đồng thời loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên bám trên vỏ. Thu được triệt để hàm lượng protein trong quá trình nghiền vì loại được sự ngăn cản của lớp vỏ.Làm giảm bớt hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose), tăng khả năng tiêu hóa và loại bỏ mùi đậu, vị đắng và các chất gây ảnh hưởng xấu đến màu của sản phẩm có trong vỏ. • Cách tiến hành Cho đậu nành sau khi ngâm vào chậu nước sạch, vừa rửa vừa dùng tay tách bỏ lớp vỏ đậu nành. Lớp vỏ đậu nành sau khi tách sẽ nổi trên mặt nước ta dùng tay hay rổ hớt lớp vỏ ra ngoài. Trong quá trình này sẽ làm giảm khối lượng do tách lớp vỏ nhưng làm cho hạt sáng hơnÆtăng chất lượng sản phẩm sau này. — Xay: • Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu nành để trích ly các chất protein, gluxit, lipit vào trong nước tạo thành một dung dịch huyền phù đồng thời vô hoạt enzyme lipoxydase và giảm mùi đậu nành. • Tiến hành: Đậu sau khi đãi sạch vỏ và rửa để ráo cho từng mẻ đậu vào máy xay sinh tố để nghiền. Lượng nước thêm vào có tỷ lệ là đậu: nước = 1:5 đây là tỉ lệ thích hợp để tăng hiệu suất trích ly các chất vào dịch sữa. Nếu lượng nước ít sẽ xảy ra hiện tượng hòa tan các chất kém và sẽ gây hiện tượng phát sinh nhiệt do ma sát giữa cối và các thành Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 23 phần hạt và như vậy nếu nhiệt độ không được truyền đi nhanh sẽ tích tụ gây biến tính protein, làm giảm hiệu suất thu hồi. Nếu nước quá nhiều nghiền không kỹ, độ mịn kém, gây tổn thất protein vì hòa tan không hết protein. Tuy nhiên trong đậu nành có chứa chất saparin là một loại glucoside thực vật , tan trong nước và tạo bọt nên khi say nghiền dịch thu được có rất nhiều bọt , gây khó khăn cho công đoạn lọc sau này — Lọc: • Mục đích: - Loại bỏ thành phần bã đậu, thu lấy dịch huyền phù sữa là hỗn hợp có thành phần chính là chất béo và protein. - Giúp cho quá trình truyền nhiệt tốt hơn trong các giai đoạn sau. - Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm. • Cách tiến hành Đổ dịch huyền phù sau khi nghiền vào túi vải lọc sạch, thu dịch lọc vào trong một cái ca. Bã được rửa nhiều lần để thu hết các chất dinh dưỡng sao cho lượng nước không quá 2 lít. Æ Lọc là quá trình quan trọng quyết định hiệu suất thu hồi sản phẩm, dịch sữa thu được phải đảm bảo tiêu chuẩn hàm lượng các chất khô, đặc biệt là hàm lượng protein và lipit Sau khi lọc xong dịch sữa có màu đặc trưng của sữa đậu nành, tinh thể đồng nhất, không có cặn hay lợn cợn. Đối với quá trình lọc, tách bã ra khỏi dịch sữa đậu, ta cần phải lưu ý không nên vắt quá mạnh tay vì nếu làm như vậy thì lượng dịch sữa đậu thu được có tăng lên nhưng đồng thời cũng sẽ làm tăng hàm lượng các thành phần cặn trong dịch sữa, gây giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. — Gia nhiệt: • Mục đích: - Tiêu diệt vi sinh vật có hại - Diệt một số enzym. - Phân hủy các chất có hại có trong đậu như chất ức chế trypsine, hemaglutinine. - Khử mùi tanh và cải thiện mùi vị trong sữa của đậu nành. - Nấu còn làm tăng giá trị dinh dưỡng của sữa và giá trị cảm quan được nâng cao, đồng thời còn có tác dụng bảo quản sản phẩm được lâu dài. Æ Ngoài ra trong quá trình nấu, ta còn bổ sung thêm lá dứa nhằm: - Tạo mùi thơm cho sản phẩm. - Làm cho màu sắc sản phẩm đẹp và hài hòa hơn. Đồng thời bổ sung thêm đường nhằm tạo vị ngọt cho sản phẩm. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 24 • Cách tiến hành Cho dung dịch sữa vào nồi cùng với lá dứa. Nấu bằng bếp điện hoặc bếp gas. Gia nhiệt đến khi dung dịch sữa đạt đến nhiệt độ 85 - 900C, giữ nhiệt trong khoảng thời gian 20 phút đồng thời kết hợp khuấy đảo theo theo chiều kim đồng hồ mỗi 25-30 giây. Canh chừng xem sữa có bị đóng dưới đáy nồi không. Nhiệt độ nấu phải thích hợp không được cao quá hoặc thấp quá.Vì nhiệt độ cao quá làm giảm hàm lượng dinh dưỡng, ảnh hưởng đến chỉ tiêu cảm quan của sữa đậu nành như: mùi vị, màu sắc, trạng thái và các chỉ tiêu hóa lý như: độ nhớt, độ hòa tan cũng bị thay đổi. Ngược lại nhiệt độ quá thấp các chất gây độc chưa bị phân hủy hết, các enzym và vi sinh vật có hại vẫn chưa tiêu diệt làm cho sản phẩm sữa dễ bị hư hỏng, giảm chất lượng trong những công đoạn sau. Khi nấu gần xong, bổ sung thêm đường với tỷ lệ là 10 - 15% (w/v) tùy sở thích⇒ khối lượng đường cần bổ sung là 15%x2000 = 300g. — Đóng chai: • Mục đích Bảo quản sản phẩm, tránh sự xâm nhập của các chất bẩn và vi sinh vật từ bên ngoài vào trong sản phẩm. Hoàn thiện tính thẩm mỹ cho sản phẩm, thuận lợi cho quá trình tiệt trùng vận chuyển và phân phối. • Cách tiến hành Lấy chai và nắp đã được rửa sạch và sấy trong tủ sấy trước khi bắt đầu chế biến sữa đậu nành. Dịch sữa được chiết rót nóng ở nhiệt độ 80 ÷ 85oC vào chai thủy tinh nhằm để bài khí còn trong chai, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vậ, giảm độ nhớt trong quá trình chiết rót. Rót nhẹ nhàng để tránh tạo bọt khí. Nếu có bọt khí, phải để cho hết bọt khí rồi mới đóng nắp. Vì nếu có bọt khí thì sẽ tạo môi trường cho vi sinh vật hiếu khí phát triển, gây nguy hiểm cho quá trình tiệt trùng, làm nổ chai. Sau đó tiến hành đóng nắp. — Tiệt trùng: • Mục đích Tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa sự hoạt động của vi sinh vật và bào tử của chúng có trong sữa đậu nành, giữ gìn và bảo quản tốt những tính chất của sản phẩm, để sản phẩm không bị hỏng và biến chất trong thời gian bảo quản.. Loại bỏ những hợp chất gây mùi khó chịu còn sót trong sữa. Nhờ vậy thời gian bảo quản sản phẩm được kéo dài, chất lượng của sản phẩm ổn định. • Cách tiến hành Quá trình tiệt trùng được tiến hành trong thiết bị tiệt trùng autoclave không lắc đảo. Nhiệt độ: 121oC, thời gian: 20 phút.. Nếu nhiệt độ quá cao kèm theo thời gian tiệt trùng dài: sẽ ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị sản phẩm do hiện tượng caramen trong dịch sữa, làm cho sữa có màu vàng sẫm, độ nhớt sản phẩm thay đổiÆ gây tổn thất các thành phần dinh dưỡng trong sữa đậu nành. Nếu nhiệt độ thấp hơn yêu cầu: vi sinh vật không bị tiêu diệt hoàn toàn xảy ra những biến đổi trong sữa như: đông tụ protein, sự lên men tự nhiên của vi khuẩn lactic làm sản phẩm có vị chua, mùi khó chịu, trạng thái sản phẩm thay đổi. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 25 — Làm nguội: • Mục đích - Đưa sản phẩm về nhiệt độ phòng nhằm thuận tiện cho quá trình bảo quản. - Ngăn cản sự phát triển trở lại của các bào tử (nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của các bào tử khoảng 60 – 70oC). • Cách tiến hành Sau khi tiệt trùng xong, tắt công tắc thiết bị. Cho các chai vào trong các rổ làm nguội ở nhiệt độ thường, sau khi chai hạ nhiệt độ xuống khoảng 60-700C thì ta cho các chai vào bồn nước đã được xả đầy. 5. Kết quả và nhận xét Ban đầu sau khi tiệt trùng dung dịch sữa đồng nhất, không tách lớp nhưng qua một tuần sau bảo ôn kiểm tra sản phẩm thấy sản phẩm có hiện tượng sữa bị vón cục (đóng tàu hủ) nguyên nhân là: pH thay đổi: pH tăng hay giảm đều bị đóng tàu hủ do trong quá trình sản xuất, sữa bị nhiễm khuẩn. Khi bị nhiễm khuẩn, vi khuẩn tiến hành phân giải các chất có trong sữa, làm cho môi trường có pH của sữa bị thay đổi, dẫn đến sữa bị vón cục. pH của sữa đậu nành (pH tối ưu) thường nằm trong khoảng 6.5 đến 7.5 Æ Phải ổn định pH của sữa, không cho vi sinh vật nhiễm vào sữa, hấp khử trùng sữa. Dung dịch sữa có màu trắng đục hơi xanh lá khá nhạt do trong quá trình nấu có bổ sung lá dứa. Sữa thu được có mùi của lá dứa hòa quyện với mùi thơm dịu đặc trưng của sữa đậu nành, không có mùi nấu. Sữa có vị ngọt đặc trưng, không có vị lạ. Tùy thuộc vào hàm lượng đường bổ sung mà độ ngọt của sản phẩm sẽ khác nhau. Dung dịch sau khi xay có rất nhiều bọt do hợp chất saponin tạo nên. Các bọt này là một loại nhũ tương khí, gồm những bong bóng khí được phân cách nhau bằng một màng mỏng là protein, có sức căng mặt ngoài rất nhỏ nên độ bền cao. Vì vậy phải sử dụng chất phá bọt nhằm làm cho sức căng bề mặt tăng lên, các bọt khí tự vỡ ra. Chất phá bọt thường dùng là 0,05% so với lượng đậu/mẻ. Ở đây nhà máy còn khắc phục được bọt nữa đó là gắn các đường tháo liệu ở dưới đáy. Do bọt nhẹ hơn nổi lên trên khi bơm dịch sữa qua giai đoạn lọc thì hạn chế được lượng bọt chảy theo một cách đáng kể. Quá trình đồng hóa sữa sau khi nấu là rất cần thiết nếu chúng ta muốn bảo quản để sử dụng trong thời gian dài vì khi đồng hóa, ta sẽ tạo cho hệ nhũ tương giữa các chất béo và protein có trong sữa bền hơn, tránh được hiện tượng tách lớp của sản phẩm trong quá trình bảo quản, gây giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. Trong bài thí nghiệm, quá trình đồng hóa không được thực hiện do máy đồng hoá bị hư. Do đó, cần phải đồng hoá để khả năng bảo quản sản phẩm sẽ tốt hơn. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 26 Bài 2: Công nghệ sản xuất nước uống ngân nhĩ Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 27 1. Nấm tuyết: Tên khoa học: Tremella fuciformis, còn gọi là jelly – fungi do tính chất dai, đàn hồi. Nguồn gốc: được phát hiện đầu tiên tại Trung Quốc, sống hoại sinh trên các cành cây mục. Hình dạng: ti thể màu trắng, có dạng thùy với nhiều nếp gấp, dài 3 – 15 cm. Nấm tuyết được coi như là 1 dược thảo rất phổ biến ở các nước Phương Đông. Người Trung Quốc xem nấm tuyết như 1 loại thực phẩm quý có thể chữa được bệnh lao, huyết áp cao và các chứng cảm lạnh thông thường. Mục đích sử dụng: nấm tuyết cũng là loại nguyên liệu truyền thống để sản xuất nước yến ngân nhĩ, tạo giá trị cảm quan đặc trưng và nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. 2. Tìm hiểu về phụ gia tạo gel, tạo đặc: Phụ gia thực phẩm: • Định nghĩa : Chất phụ gia thực phẩm là những chất, hợp chất hóa học được đưa vào trong quá trình đóng gói, chế biến, bảo quản thực phẩm, làm tăng chất lượng thực phẩm hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm cho thực phẩm mất an toàn. • Phân loại phụ gia thực phẩm: Hiện nay người ta chia chất phụ gia thực phẩm làm 6 nhóm lớn: − Các chất bảo quản. − Các chất tạo màu. − Các chất tạo mùi. − Các chất cải tạo cấu trúc thực phẩm. − Chất phụ gia có nhiều đặc tính. Phụ gia tạo gel, tạo đặc: Thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm, bao gồm các polymer như polysaccharide, protein. Nhóm phụ gia này nằm trong nhóm hydrocolloid. ƒ Hydrocolloid: là những polymer tan trong nước (polysaccharide và protein) hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương.. Chúng có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thời gian tạo gel hay điện tích. Nhưng phương Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 28 pháp phân loại thích hợp nhất cho những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt và thời gian tạo gel. ƒ Nguồn hydrocolloid quan trọng trong công nghiệp: — Thực vật: - Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin. - Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth - Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum - Củ: konjac mannan — Tảo (Algal) - Tảo đỏ: agar, carrageenan - Tảo nâu: alginate — Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose — Động vật: Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan. Phụ gia tạo gel: Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợi dựa trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết Hydro. Rất nhiều các polysaccharide không tan trong nước và không tiêu hóa được, chủ yếu là cellulose và hemicellulose. Những polysaccharide còn lại trong thực phẩm thì tan được trong nước và phân tán đều trong nước. Chúng đóng vai trò tạo độ kết dính, tạo đặc, tăng độ nhớt và tạo gel. Polysaccharide là các glycosyl từ đường hexose và pentose. Mỗi gốc glycosyl có một số điểm có khả năng tạo liên kết với Hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc glycosyl có thể kết hợp với một phân tử nước và vì vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat hóa. Do đó phân tử polysaccharide có thể tan được trong nuớc. Lý do một số phân tử polysaccharide như cellulose không tan được trong nước là do các phân tử có cấu trúc thẳng và liên kết chặt khít với nhau nên nước không có khả năng tiến gần các nhóm hydroxy (-OH). Phụ gia tạo gel là các polysaccharide tan được trong nước. Khi phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khối gel. Khả năng tạo gel phụ thuộc vào: — Liên kết giữa các phân tử: độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử. Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền. Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định — Cấu trúc các phân tử: Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 29 Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng chỉ tạo cho dung dịch có độ nhớt và độ ổn định. Những phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn. — Điện tích phân tử: Đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết. Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch. Khả năng tạo gel và cấu trúc gel của một số Hydrocolloid — Gel thuận nghịch về nhiệt Agar: Gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Kappa carrageenan: Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của những muối Kali. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn.Ion K+ liên kết các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Iota carrageenan: Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. LMP: Gel được tạo thành khi có các ion kim loại hóa trị 2, chủ yếu là calci ở pH thấp. Các phân tử tạo liện kết chéo thông qua các ion. pH thấp làm giảm lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử. Gellan gum: Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Các ion có tác dụng tạo liên kết chéo giữa các chuỗi. Low acyl gellan gel thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối thấp nhưng không thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối cao hơn (100mM) đặc biệt khi có mặt các cation hóa trị 2 Xanthan gum và locust bean gum: Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Đối với locust bean gum những vùng thiếu galactose sẽ tạo tạo nên sự tổ hợp. Các chuỗi Xanthan tổ hợp sau khi chuyển cấu trúc cuộn-xoắn. — Gel không thuận nghịch về nhiệt : Alginate: Gel tạo thành khi có thêm các cation chủ yếu là Ca2+ hay ở pH thấp. Các phân tử liên kết chéo với nhau bằng các ion. High methoxyl (HM) pectin: Gel tạo thành khi có hàm lượng chất khô cao (>50% đường) ở pH thấp 3.5. Hàm lượng đường cao và pH thấp làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử. Sự tổ hợp của các chuỗi còn được tăng cường bằng sự giảm hoạt tính nước. Locust bean gum: Gel tạo thành sau khi đông lạnh dung dịch. Phụ gia tạo đặc: Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 30 Tất cả các polysaccharide tan được trong nước đều tạo thành dung dịch nhớt do kích thước phân tử lớn. Gum arabic tạo dung dịch có độ nhớt min, guar gum tạo dung dịch có độ nhớt max. Độ nhớt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và điện tích phân tử. Khả năng tạo đặc của một số Hydrocolloid Xanthan gum: Độ nhớt rất cao, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly, ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao. Galactomannans (guar and locust bean gum): Độ nhớt rất cao. Không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly nhưng có thể mất độ nhớt ở pH cao hay thấp hay ở nhiệt độ cao. Carboxymethyl cellulose: Độ nhớt cao nhưng bị giảm khi có chất điện ly và pH thấp Methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose: Độ nhớt tăng khi nhiệt độ tăng không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly hoặc pH Một số phụ gia tạo gel, tạo đặc thường được sử dụng trong thức uống: Pectin: • Nguồn gốc: - Có mặt trong quả, củ, thân cây, đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây đang trưởng thành, duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Tiền thân của pectin là protopectin, không tan trong nước và có nhiều trong mô trái cây còn xanh. Quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin, sau đó kết hợp với sự demethyl hóa dưới tác dụng của enzyme và sự depolymer hóa của pectin taọ thành pectate và cuối cùng là các loại đường hòa tan và acid. - Từ thời tiền sử, chất pectin đã là thành phần trong khẩu phần ăn của con người. Nhưng chỉ mới trong nửa thế kỉ trước ngành công nghiệp thực phẩm mới nhận biết được vai trò quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm. - Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật, thường là táo hay các quả có múi. - Phần lớn các quốc gia xem pectin là một loại phụ gia quý và vô hại, được sử dụng với liều lượng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ. • Cấu tạo - Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC. Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo đông. - Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glycozide. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 31 - Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng là chỉ số methoxyl “MI” biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin và chỉ số este hóa “DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin. - Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thương mại chia pectin thành 2 loại: pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấp. o Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 % hay MI > 7%. Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60 %. o Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 % hay MI < 7%. Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin. Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường. Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm. • Tính chất của pectin: - Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu. - Tan trong nước, không tan trong ethanol. - Có khả năng tạo gel bền. • Khả năng tạo gel: - Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa. Quá trình tạo đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy hóa càng cao thì khả năng tạo đông càng cao. Khi sử dụng cần phải hòa tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì mới sử dụng ở công đoạn cuối chế biến. - Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic. Ngoài ra, trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 32 xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong. - Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel: Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử dụng với liều lượng cao. Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng - Mức độ methoxyl hoá quy định cơ chế tạo gel: o HMP: tạo gel bằng liên kết hydro Điều kiện tạo gel:[Đường] >50%, pH = 3-3,5; [Pectin]= 0,5-1% Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử pectin trong dung dịch. pH acid trung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử. Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel. Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể hydroxyl – hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl – carboxyl. Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo bởi tính linh động của các phân tử trong khối gel. Cấu trúc của gel phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ. 30 – 50% đường thêm vào pectin là sucrose. Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường sucrose, ngăn cản sự kết tinh của đường sucrose. Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn sucrose gây kết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục. Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn. Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh. o LMP: tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+. Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1%, không cần đường và acid. Ở LMP, tỉ lệ các nhóm COO- cao, do đó các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ được tạo thành qua cầu nối là các ion hóa trị (II), đặc biệt là Ca2+. Cấu trúc của gel phụ thuộc vào nồng độ Ca2+. Đặc điểm của gel: đàn hồi. • Ưng dụng: - Pectin là tác nhân tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm,chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả. Khả năng tạo gel của nó còn được sử dụng ở những thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha, hoặc trong sản phẩm cuối hoặc ở một giai đoạn tức thời trong quy trình sản xuất. - Tác dụng tạo đặc của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm mà quy định không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành rẻ hơn hay ở những loại thực phẩm cần có một hình dáng thật tự nhiên. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 33 • Phương pháp sản xuất pectin trong công nghiệp: - Pectin là 1 sản phẩm carbohydrate được thu nhận từ dịch chiết của những nguyên liệu thực vật, thường là táo hay quả có múi. Phần lớn các quốc gia xem pectin là một loại phụ gia quý và vô hại, được sử dụng với liều lượng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ. o Sản phẩm pectin từ trái cây có múi: Được chiết xuất từ vỏ chanh, vỏ cam và vỏ bưởi. Vỏ của các loại trái cây này là sản phẩm phụ của quá trình ép nước quả, ép dầu và có chứa hàm lượng pectin cao với những tính chất mong muốn. o Sản phẩm pectin từ táo: Bã táo, phần thu nhận được từ quá trình ép nước táo, là nguyên liệu thô cho sản phẩm pectin từ táo. Những sản phẩm này có màu sắc tối hơn (màu nâu) so với pectin từ các loại trái cây có múi nhưng khác nhau về chức năng. - Quá trình sản xuất pectin có thể khác nhau giữa các công ty nhưng quy trình chung bao gồm các bước như sau: Nhà máy thu nhận bã táo hoặc vỏ trái cây có múi từ các nhà sản xuất nước trái cây. Trong nhiều trường hợp nguyên liệu này được rửa và sấy để có thể vận chuyển và bảo quản mà không bị hư hỏng Nếu nguyên liệu thô khô, nó có thể được lấy từ trong kho. Nhưng khi sản xuất từ vỏ trái cây ướt phải sử dụng ngay vì chúng hư hỏng rất nhanh Nguyên liệu thô được cho vào nước nóng có chứa các chất hỗ trợ cho quá trình chiết như acid hoặc enzyme Nếu chỉ dùng nước không thì chỉ chiết được một lượng giới hạn pectin Sau một khoảng thời gian để chiết pectin, chất rắn còn lại sẽ được tách ra; và dung dịch được lọc, cô đặc bằng cách loại nước. Chất rắn có thể tách ra bằng thiết bị lọc, thiết bị ly tâm hoặc các thiết bị khác. Dung dịch sau đó được lọc lại 1 lần nữa nếu cần thiết. Hoặc là ngay lập tức, hoặc sau 1 khoảng thời gian để biến tính pectin, chất lỏng cô đặc sẽ được trộn với cồn để kết tủa pectin Pectin có thể được deester hóa phần nào ở giai đoạn này; hoặc sớm hơn hay trễ hơn trong quy trình. Chất kết tủa được tách ra, rửa với cồn để loại bỏ tạp chất và được sấy. Cồn được dùng có thể chứa các muối hay kiềm để biến đổi pectin thành dạng muối 1 phần (Na+, K+, Ca2+, NH4+). Cồn (thường dùng là isopropanol) được thu lại và được dùng để kế tủa thêm pectin. Trước khi hay sau khi sấy, pectin có thể được xử lý với NH3+ để sản xuất pectin amid hóa. Pectin amid hóa được ưa chuộng hơn trong 1 vài ứng dụng. Chất rắn được nghiền thành bột, kiểm tra và trộn với đường hay dextrose hình thành khả năng tạo gel tiêu chuẩn hay những tính chất khác như khả năng tạo sệt, khả năng ổn định. Pectin cũng được trộn với những phụ gia thực phẩm được chấp nhận khác và dùng trong những sản phẩm đặc trưng. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 34 Carrageenan: • Nguồn gốc: Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ rêu Irish moss (Loài rong đỏ Chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía Nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen. Vào những năm 30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong công nghiệp bia và hồ sợi. Cũng trong thời kỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ. Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina stelata thuộc chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn vào chiết tách từ Irish moss, mà rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng. Những loài này gọi chung là Carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan. • Cấu tạo: Carrageenan là mt hn hp phc tp ca ít nht 5 loi polymer: ⎢, ⎣, ⎡, ∝, ⎨- carrageenan, cu to t các gc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các gc này kt hp vi nhau bng liên kt ®-1,4 và 〈-1,3 luân phiên nhau. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan. Trong quá trình chit tách, do tác đng ca môi trng kim các -,-,-carrageenan d chuyn hóa thành -, -, - carrageenan tng ng. Các carrageenan có mc đ sulfat hóa khác nhau, thí d –carrageenan (25 % sulfat), –carrageenan (32 % sulfat), –carrageenan (35 % sulfat). Các sn phm này đã đc thng mi hóa, chim v trí quan trng trong th trng polysaccharide. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 35 • Tính chất của carrageenan: - Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. - Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi. o Độ tan Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác. Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các carrageenan này không tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối thì dễ tan hơn. Thí dụ như λ- carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nước nên nó tan trong nước ở điều kiện bất kỳ. Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ – carrageenan tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước nóng. o Độ nhớt Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa. Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan có thể mô tả bằng công thức cân bằng của Mark-Houwink như sau: [η] = K(Mw)α Trong đó: η: độ nhớt Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 36 Mw: trọng lượng phân tử trung bình K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi hòa tan o Tương tác giữa carrageenan với protein Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan và cũng là đặc trưng cho tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein. Phản ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel. Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025 %) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla. o Tạo gel Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5%). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chất, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết. Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng độ nhất định. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, được thực hiện theo hai bước: - Bước 1: khi hạ nhiệt độ đến một giới hạn nào đó trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự. Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ thuộc vào dạng và nồng độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan. Do đó, mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng. - Bước 2: gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ xoắn. Trong trường hợp đầu, sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ xoắn thông qua sự hình thành không đầy đủ Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 37 của xoắn kép, theo hướng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép với hơn một chuỗi khác. Trong trường hợp thứ hai, các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợp lại tạo thành gel. Còn dưới các điều kiện không tạo gel, ở các nồng độ polyme thấp sự hình thành và hợp lại của các xoắn sẽ dẫn đến tăng độ nhớt. Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel. Như vậy, gel là tập hợp các xoắn có trật tự hay còn gọi là xoắn kép. • Phương pháp sản xuất carrageenan trong công nghiệp: Carrageenan được thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước hay bằng dung dịch kiềm loãng. Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng quay, hay kết tủa trong dung dịch KCl và sau đó làm lạnh. Cồn được sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch là methanol, ethanol và isopropanol. Sản phẩm có thể chứa đường nhằm mục đích chuẩn hóa, chứa muối để thu được cấu trúc gel đặc trưng hay tính năng tạo đặc. • Ứng dụng: Carrageenan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem, phomat, bánh pudding, si rô, đồ uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua. Các công ty chế biến thịt cũng sử dụng carrageenan trong chế biến thịt vì carrageenan có khả năng tăng hiệu suất các sản phẩm bằng cách giữ nước bên trong sản phẩm. Ngoài ra, carrageenan còn được thêm vào bia hoặc rượu để tạo phức protein và kết lắng chúng làm cho sản phẩm được trong hơn. Aginate: • Nguồn gốc: Alginate là loi polymer sinh hc bin phong phú nht th gii và là loi poymer sinh hc nhiu th hai trên th gii sau cellulose. Ngun alginate ch yu đc tìm thy  thành t bào và  gian bào ca to nâu  bin (thuc h Rhaeophyceae). Các phân t alginate to ra cho thc vt đ mm do và đ bn cn thit cho các loài thc vt bin do alginate  các gian bào to thành mt mng li . Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 38 • Cấu tạo: Aginate là mui ca acid alginic. Cấu tạo hóa học của aginate gồm 2 phần tử β-D- mannuronic (M) và α – L – guluronic acid (D) liên kết với nhau bằng liên kết 1- 4 glucozid. Có 3 dng liên kt có th gp trong 1 phân t alginate (M-M-M), (G-G-G), (M-G-M). Các loi alginate thng gp nh : Natri alginate, Kali alginate, calci alginate. • Tính chất: o Độ nhớt: Khi hòa tan các alginat vào nước chúng sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt. Độ nhớt phụ thuộc vào chiều dài của phân tử alginat. Bột alginat rất dễ bị giảm nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, cách sắp xếp của phẩn tử alginat cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó. Trong một số trường hợp độ nhớt có thể gia tăng ở nồng độ thấp với sự hiện diện của một số cơ chất như: CaSO4, Canxicitrat. Ion canxi liên k ết với alginat tạ o liên kết chéo trong phân tử gia tăng, sẽ làm gia tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt. o Sự tạo gel alginat Một tính chất quan trọng của alginat l à tính chất tạo gel của chúng. Trong điều kiện nhiệt độ cao ở trạng thái sôi v à khi làm nguội sẽ trở thành dạng gel. Thông th ường alginat kết hợp với ion Ca2+ tạo gel như hình vẽ. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 39 Các alginat có kh ả năng tạo gel khi có mặt của ion Ca2+ và acid. Gel đư ợc thành lập có thể kiểm soát thông qua sự giải phóng ion Ca2+, hoặc acide trong dung dịch alginat. Có thể tạo gel acide ở pH < 4 (khoảng 3.4) thường dùng kết hợp với pectin (HMP). Tham gia tạo gel các tương tác tĩnh điện qua cầu nối Ca2+ có vai trò quan tr ọng, vì thế các gel này không thuận nghịch với nhiệt v à ít đàn hồi. Khả năng tạo gel của alginat phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nguồn canxi, alginat, chất tạo phức, pH, sự h òa tan và nhiệt độ. • Sản xuất Alginate: Đầu tiên ngâm tảo nâu vào dung dịch acid sulfuric loãng để chuyển alginat th ành aginic acid và lo ại bỏ được các tạp chất nh ư fucoiđionm laminarin, manitol, mu ối vô cơ và một số chất màu. Sau khi rữa, nghiền nhỏ với kiềm hoặc muối kiềm để trung h òa aginic acid tạo thành một dạng muối hòa tan tương ứng của aginic acid. Các th ành phần không tan như cellulose, protein được loại bỏ bằng cách gạn, lọc hoặc vớt bọt nổi l ên trên. Dung dịch alginat thu đ ược, đem tẩy trắng bằng cách xử lý với acid sulfuric để kết tủa alginic acid. Sau đó trung h òa bằng kiềm hoặc baz ơ khác nhau để tạo ra những hợp chất alginat theo mong mu ốn như: natri alginat, amon alginat, canxi alginat hay trietanolamin alginat. • Ứng dụng: Các alginat cũng được ứng dụng rộng rãi trong công nghi ệp thực phẩm. Th ường natri alginat được sử dụng nhiều nhất v à là hợp phần tạo kết cấu cho nhiều sản phẩm. Trong sản phẩm natri alginat là chất làm đặc, làm dày để ổn định các bọt cũng như để tạo cho nước quả đục những thể đặc biệt. Với những thực phẩm có độ acid cao không thể dùng natri alginat được thì propylenglycol algi nat là chất thay thế rất tốt v ì nó bền được cả trong vùng pH = 0-3. Một hợp chất của acid alginic có t ên là lamizell một alginat kép của natri v à canxi với một tỷ lượng nhất định. Lamizell tạo ra đ ược một độ nhớt đặc biệt v à cho khả năng ăn ngon miệng cũng được quan tâm trong sản xuất thực phẩm. Bên cạnh đó, natri alginat c òn được dùng làm chất bảo vệ kem đá Cellulose và các d ẫn xuất: • Nguồn gốc: Cellulose là một chất hữu cơ tồn tại rất nhiều trong tự nhi ên và là thành ph ần chính cấu tạo nên tế bào thực vật. Hợp chất n ày là một nguyên liệu để sản xuất phụ gia ứng dụng trong công nghi ệp thực phẩm v à nhiều lĩnh vực khác. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 40 Hợp chất cellulose bao gồm nhiều chất như: methyl cellulose (E461), hydroxypropyl cellulose (E463), hydroxypropyl methyl cellulose (E464), methyl cellulose (E465) và natri carboxymethyl cellulose (E466) hay còn gọi tắt là CMC. Trong các h ợp chất đó thì CMC là một hợp chất được ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp thực phẩm. • Tính chất CMC Hợp chất CMC đ ược sản xuất từ việc xử lý celluloza với dung dịch NaOH và sau đó là phản ứng Williamson: Cell-OH + NaOH + ClCH2 – COONa Cell -O-CH2COONa + H2O + NaCl Mono cloracetatnatri CMC ClCH2 - COONa + NaOH HOCH 2COONa + NaCl Như vậy CMC là một dẫn xuất quan trọng của cellulose được cấu tạo từ hợp chất cellulose kết hợp với Natri Dạng thương phẩm CMC có dẫn suất từ 0,4 đến 1,4. Tuy nhiên cũng có loại cao hơn sử dụng cho các sản phẩm đặc biệt. Dẫn suất dưới 0,4 CMC không hòa tan trong nước CMC dùng trong thực phẩm có dẫn suất 0,65 đến 0,95 v à độ tinh khiết > 99,5%. Với CMC dẫn suất 0,95 và nồng độ tối thiểu 2 % cho độ nhớt 25 Mpa tại 250C. Có thể sử dụng CMC ỏ dạng nóng hoặc lạnh. CMC là các anion polyme mạch thẳng cho chất lỏng gọi là dung dịch giả. Dung dịch 1% thông thường pH = 7 – 8,5 còn ở pH = 5 - 9 dung dịch ít thay đổi, ở pH <3 độ nhớt tăng, thậm chí kết tủa. Do đó không sử dụng được CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH>7 độ nhớt giảm ít. Dung dịch CMC có thể bị phá hủy do các vi sinh vật hoặc enzim khử. Gia nhiệt ở 800C trong 30 phút hoặc 1000C trong 1 phút có thể khử tác nhân vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến chất lượng CMC. Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng, tác dụng đó có tính thuận nghịch. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của CMC 0,7 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 41 Độ nhớt của CMC còn chịu ảnh hưởng bởi các ion kim loại: + Cation hóa trị 1: ít tác dụng ở điều kiện b ình thường (trừ Agar+). + Cation hóa trị 2: Ca2+, Mg2+ làm giảm độ nhớt. + Cation hóa trị 3: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel. Nói chung, tác dụng trên độ nhớt của các loại muối cũng tùy thuộc vào phương pháp thêm vào. CMC có thể kết hợp dễ dàng với thành phần hóa học thực phẩm như: đường, protein, tinh bột và hầu hết các polyme trung tính. • Ứng dụng CMC v à các dẫn suất cellulose Cellulose và các dẫn suất từ cellulose được sử dụng nhiều trong chế biến thực phẩm hơn 10 năm nay. Hiện tại việc sử dụng không ngừng phát triển không những trong việc cải thiện tính chất sản phẩm mà còn góp phần trong việc sáng tạo các sản phẩm mới. Tính chất tan của dẫn suất cellulose trong nước là nguyên nhân làm thay đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, kết quả là cải thiện được cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm… Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng các dẫn suất cellulose có thể có các chức năng sau: giữ nước, tạo đặc, ổn định sản phẩm, trợ phân tán,…Vì vậy dùng dẫn suất celluloza cho một sản phẩm có một công dụng hoặc nhiều công dụng phát huy cùng lúc. Liều lượng thường sử dụng ở mức độ nhỏ hơn 1% (thường 0.1-0.5 %). Dẫn suất celluloza sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất nước uống, bánh, sản phẩm sữa, mì sợi,… Nhìn chung, CMC là m ột hợp chất có vai tr ò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm, việc phát triển và cải thiện tính chất của CMC góp phần quan trọng đối với công nghiệp sản xuất thực phẩm. Agar: • Cấu tạo Agar là một sulfat polysacarit đ ược tách ra bằng n ước sôi từ các lo ài tảo đỏ (Gelidium sp, Gracilarta). Thành phần cấu tạo của mạch chính l à β-D-galactos và 3,6 anhydro -α-L- gaclactose xen k ẻ với nhau bằng các li ên kết α - 1,3 và β-1,4. Agar là một hỗn hợp các polysacarit có chung m ạch chính gồm 2 th ành phần chủ yếu sau: - Agarose là thành phần tạo gel chính của gar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose bị ester hóa. Hàm lượng agarose đóng vai trò quan trọng đối với điện tích của toàn phân tử và đối với tính chất của gel như: độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nóng chảy của gel. - Agaropectin là thành phần không tạo gel, có mức độ este hóa lớn hơn agarose, ngoài ra còn có acid pyruvic. Nếu có một cầu nối giữa 2 sulfat gel sẽ trong hơn, cầu nối này thường không bền, dễ bị phá hủy nếu tiếp xúc với các hóa chất tạo phức EDTA, ehxametaphotphat, tripolyphotphat natri... Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 42 • Tính chất o Tính tan Agar không tan trong nư ớc lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan được trong nước nóng. Agar có khả năng h òa tan với lượng nước 30 – 50 lần khối lượng, lượng agar trong nước trên 10 % sẽ tạo nên một hỗn hợp sệt. o Sự tạo gel của agar Quá trình tạo gel xảy ra khi l àm lạnh dung dịch agar. Dung dịch agar sẽ tạo gel ở nhiệt độ khoảng 40 ÷ 500C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80 -850C. Gel agar có tính thuận nghịch về nhiệt. Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội đi các chuỗi sẽ bao lấy nhau v à liên kết với nhau từng đôi một bằng liên kết hydro để tạo th ành chuỗi xoắn kép, tạo ra một mạng l ưới không gian ba chiều nhốt các chất khô bên trong do số lượng liên kết hydro rất lớn . Quá trình hình thành gel và độ ổn định của gel bị ảnh h ưởng bởi hàm lượng aga và khối lượng phân tử của nó. Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc v ào nồng độ aga, nồng độ aga càng cao kích thư ớc lỗ gel càng nhỏ. Khi làm khô gel có th ể tạo thành một màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu d ài mà không bị hỏng. Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng đường agarose. Sự có mặt của ion sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh d ùng nước cứng để sản xuất. Chúng có khả năng giữ mùi vị, màu, acid thực phẩm cao trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng chảy cao (85 -900C). Gel agar chịu được nhiệt độ chế biến 1000C, pH 5–8, có khả năng trương phồng và giữ nước. Không dùng agar trong môi trường pH < 4 và có nhiều chất oxy hóa mạnh. Agar có thể tạo đông ở nồng độ thấp, đ ây là tính chất quan trọng đ ược ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm. • Ứng dụng Agar là một chất tạo gel rất tốt, thông thường agar được sử dụng với hàm lượng 1-1,5% khối lượng so với lượng đường trong hỗn hợp kẹo. Jelly được sản xuất từ loại agar có polysaccharid mạch ngắn. Agar không được hấp thu vào cơ thể trong quá trình tiêu hóa do đó agar được sử dụng sản xuất các loại bánh kẹo chứa ít năng lượng. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 43 Agar được sử dụng trong sảm phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm lượng đường trong sản phẩm và thay thế gelatin trong một số sản phẩm thịt và cá. Ngoài ra còn được sử dụng trong các sản phẩm yoghurt, sữa chocolate, trong ngành bánh kẹo …. Agar còn được sử dụng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Gelatin: • Nguồn gốc và cấu tạo: Gelatin là sản phẩm của quá tr ình thủy phân một phần collagen. Collagen có cấu tạo màng và những sợi nhỏ, là cấu trúc một bộ phận trong mô động vật, tồn tại trong da, xương và mô liên kết. Kỹ thuật biến đổi collagen tạo gelatin là từng bước phá hủy cấu trúc các thành phần để thu được dẫn xuất h òa tan gelatin. Gelatin là các po lypeptid cao phân t ử dẫn suất từ collagen, l à thành phần protein chính trong các t ế bào liên kết của nhiều loại động vật. Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm 3 acid amin chủ yếu là glycine, proline và hydroproline. Trong phân t ử gelatin, các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc có khả năng giữ nước. Phân tử lượng của gelatin khoảng vài nghìn đến vài trăm nghìn đơn vị Carbon. Thành phần acid amin có trong gelatin là: Aspartic acid (6%), Arginine (8%), Alanine (9%), Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (25%), Glycine (27%), các acid amin khác (10%). Nguyên liệu để sản xuất gelatin chủ yếu lấy từ các lò mổ, nhà máy đóng hộp hoặc xưởng thuộc da. Nguồn nguy ên liệu này cần phải được ngâm muối hoặc vôi để bảo quản. • Tính chất gelatin o Cơ chế tạo gel Gelatin trương nở khi cho vào nước lạnh, lượng nước hấp thu gấp 5 -10 lần thể tích chính nó. Khi gia nhi ệt nó bị nóng chảy, hòa tan và thành l ập gel khi làm lạnh. Sự chuyển dạng từ sol sang dạng gel có tính thuận nghịch v à có thể lặp đi lặp lại nh iều lần. Đây chính l à tính chất đặc biệt được ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Gelatin có nhiệt độ nóng chảy thấp 27-340C. Độ tan của gel gelatin phụ thuộc v ào các yếu tố như nhiệt độ và kích thước của hạt gelatin. Gelatin tan trong rượu và các dung môi h ữu cơ. o Độ bền gel Độ bền gel được tính theo giá trị lực cần để tạo ra một biến dạng nhất định hay sự biến dạng được gây ra bởi một lực nhất định. Độ bền gel của gelatin có thể được biểu diễn theo một Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 44 số đơn vị khác nhau tùy thuộc vào từng phương thức kiểm tra khác nhau. Gelatin có khả tạo gel mà không cần phối hợp với chất n ào khác. Lực bền gel được định nghĩa l à trọng lượng (g) cần thiết để đặt l ên bề mặt gel (đường kính 21.7 mm) làm biến dạng 4 mm. Ngoài ra, độ sệt của gelatin cũng l à một tính chất được quan tâm đặc biệt, độ sệt của gel sẽ tan khi nồng độ gelatin tăng v à nhiệt độ giảm. Sự thay đổi độ nhớt theo nồng độ được biểu diển trên đồ thị sau: • Ứng dụng gelatin Gelatin được ứng dụng rất phổ biến trong công nghiệp chế biến kẹo, sữa l ên men, phomat và các sản phẩm tráng miệng. Một số lĩnh vực phổ biến sử dụng gelatin trong sản phẩm là: - Sản xuất kem: có tác dụng kiềm chế sự hình thành tinh thể của kem và đường, nồng độ thường dùng là 0,25% - Kẹo dẻo: sử dụng với nồng độ 1,5% để ngăn cản sự hình thành tinh th ể. Rất thích hợp trong các sản phẩm bánh kẹo nạp khí CO2 như kẹo dẻo hay bánh xốp v ì gelatin có tính sệt giúp ổn định bọt trong suốt quá trình xử lý, vận chuyển v à dự trữ. - Công nghệ bánh kẹo năng lượng thấp: do có năng l ượng thấp 14,7 KJ/g n ên được nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất thực phẩm có giá trị năng l ượng thấp. - Trong y học: gelatin được sử dụng trong sản xuất bao thuốc của các dạng thuốc viên hình thoi, với nồng độ 1 % giúp cho bao thuốc có độ dai cần thiết. Bên cạnh đó, gelatin còn được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp chế biến khác như công ngh ệ chế biến thịt, l àm nước sốt, làm trong rượu,… Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 45 3. Quy trình thí nghiệm: — Nấm tuyết Ngâm Xử lý - Rửa Hấp Cân sơ bộ Băm nhỏ Làm sạch Rót chai Phối trộn Đóng nắp Làm nguội Tiệt trùng Lọc Hương Ngâm - nấu tan Pectin + Đường Nắp sạch Sản phẩm Nước Nước ngâm Sấy Rửa Chai Cùi, đất, cát ... T0= 1210C τ = 20 phút T0= 1210C τ = 20 phút Gđ1: T0= 700C Gđ2: T0= 25 - 300C Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 46 — Nguyên liệu: Trong bài thí nghiệm này dùng cho 3 chai 300ml nên lượng nguyên liệu được chuẩn bị như sau: ƒ Nước: dùng cho 3 chai và cộng thêm 20% trừ hao cho quá trình bay hơi khi nấu ( ) ( )gVm gVm nn tttt 1080900%120 9003300 =×== =×== ƒ Đường: ( )gmm ttđ 117900%13%13 =×=×= ƒ Pectin: )(35.1900%15.0%15.0 gmm ttp =×=×= ƒ Nấm tuyết: )(734.4035.1018%4 )(35.101835.1117900 gm gmmmm nt pđtt =×=⇒ =++=++=∑ ƒ Hương Bridnest: )(5.035.1018%05.0%05.0 gmmh =×=×= ∑ Chú ý: khi lựa chọn nấm tuyết cần chọn những nấm tuyết nở đều, hình tròn, màu trắng, ít cùi màu vàng. — Ngâm: o Mục đích: Quá trình ngâm nấm tuyết nhằm mục đích làm cho nấm tuyết mềm và nở, tạo điều kiện cho quá trình xử lý làm sạch và xay nhỏ nấm tuyết được dễ dàng hơn. o Các biến đổi diễn ra trong quá trình ngâm: Trong quá trình này các biến đổi chủ yếu là vật lý và hóa lý, còn biến đổi hóa học, hóa sinh, sinh học không đáng kể. - Biến đổi vật lý: có sự hút nước trương nở, làm tăng thể tích của nấm tuyết. - Biến đổi hóa lý: có sự khuếch tán nước vào bên trong nấm tuyết cũng như có sự khuếch tán chất hòa tan trong nấm vào trong nước. o Cách tiến hành: Ngâm nấm tuyết vào thau nhỏ có chứa sẵn nước. Lượng nước cho vào thau sao cho ngập nấm tuyết. Nước sử dụng có nhiệt độ khoảng từ 25-300C. Nấm tuyết được ngâm trong thời gian khoảng 15 phút. o Chú ý: Không được ngâm thời gian quá lâu vì quá lâu thì nấm tuyết bị nhũn khó kiểm soát trong quá trình hấp và sản phẩm ra bị nhũn ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 47 — Xử lý – Rửa: o Mục đích: Quá trình này nhằm loại bỏ phần cùi màu vàng của nấm tuyết vì sự có mặt của nó sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. o Các biến đổi xảy ra: Các biến đổi vật lý, hoá học… xảy ra không đáng kể o Cách tiến hành: Sau khi ngâm nấm tuyết thì lúc này nấm đã nở lớn. dùng tay loại bỏ những cặn màu đậm dính trong các kẽ nấm. Dùng dao nhỏ cắt bỏ phần gốc ra khỏi nấm tuyết, đối với phần cùi màu vàng còn dính lại trên phần nấm ta dùng dao nhẹ nhàng khoét loại bỏ phần cùi màu vàng. o Chú ý: Thao tác phải khéo léo tránh làm mất lượng nấm tuyết và không ngâm nấm tuyết trong nước khi xử lý cũng như rửa. — Hấp: Mục đích: Nhằm làm nở và làm chín nấm tuyết. o Các biến đổi xảy ra: - Vật lý: có sự thay đổi đáng kể về hình dạng (nhũn ra), nguyên liệu hơi sẫm màu - Hoá học: sự biến đổi 1 số thành phần hoá học trong nguyên liệu - Sinh học: tiêu diệt một phần vi sinh vật o Cách tiến hành: Cho nấm đã được làm sạch vào trong thau và đem đi hấp. Hấp ở nhiệt độ 1210C trong 20 phút. o Chú ý: Không được hấp trong thời gian quá lâu vì như thế nấm tuyết sẽ bị mềm nhũn quá mức ảnh hường đến chất lượng cảm quan của sản phẩm. Ngược lại, thời gian ngắn thì nấm tuyết sẽ không chín, không đạt đến độ mềm và nở cần thiết của sản phẩm. — Băm nhỏ: o Mục đích: Nhằm cắt nhỏ nấm tuyết thành những phần có kích thước nhỏ và đồng đều hơn, để những mảnh nấm tuyết dễ dàng lơ lửng trong sản phẩm vì có sự chênh lệch về tỉ trọng, làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm o Cách tiến hành: Cho nấm tuyết đã được hấp chín cho ra thớt, dùng dao băm Nấm tuyết sau khi hấp Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 48 nhỏ lượng nấm tới kích thước 1x1mm. o Chú ý: Lượng nấm băm nhỏ phải được kiểm soát về kích thước vì khi băm quá nhỏ thì nấm tuyết sẽ lắng xuống đáy và ngược lại. Sẽ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan sản phẩm. — Làm sạch: o Mục đích: Nhằm loại bỏ những nấm tuyết không đạt yêu cầu làm ảnh hưởng đến cảm quan ( quá nhỏ). o Các biến đổi xảy ra: - Vật lý: màu của nấm tuyết trắng hơn - Hóa học: có sự thay đổi 1 số thành phần hóa học o Cách tiến hành: Cho toàn bộ nấm tuyết đã băm nhỏ vào cái rây inox, nhúng vào trong thau nước cho rơi hết vụn nhỏ. — Ngâm pectin và đường: o Mục đích: Nhằm làm cho pectin dễ hòa tan hơn, tránh bị vón cục khi gia nhiệt. Khi ta trộn đều pectin và đường, khi cho nước vào ngâm thì pectin sẽ hút nước trương nở tạo thành lớp áo bên ngoài hạt đường. o Các biến đổi xảy ra: - Vật lý: đường và pectin từ dạng tinh thể chuyển sang dạng lỏng, tăng nồng độ chất khô trong dung dịch. - Hóa học: xảy ra phản ứng giữa pectin, đường với nước. o Cách tiến hành: Cân lượng đường và pectin theo công thức trên cho vào chén và trộn đều. Cho vào nồi 1080(g) nước, đổ vào nồi chén đựng pectin + đường, khuấy đều rồi để yên trong thời gian 10 phút ở nhiệt độ thường. — Gia nhiệt: o Mục đích: Nhằm hòa tan hoàn toàn đường và pectin thành một hỗn hợp đồng nhất, làm tăng độ nhớt của dung dịch để tạo cấu trúc cho sản phẩm. o Các biến đổi xảy ra: - Vật lý: pectin và đường hòa tan hoàn toàn, nồng độ chất khô tăng lên đáng kể, có sự hình thành màu - Hóa học: sự hoá tan của 1 số thành phần vào trong nước o Cách tiến hành: Sau khi ngâm đủ thời gian, đem pectin đi nấu cho sôi hoàn toàn. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 49 o Chú ý: Ta đun với ngọn lửa vừa tránh quá to sẽ làm cho dung dịch bị caramel. Khi đem đi nấu ta phải kiểm soát thể tích của dung dịch sao cho lượng bay hơi đủ 20% vì nó sẽ ảnh hưởng đến tỉ trọng của nguyên liệu Æ giá trị cảm quan của sản phẩm. Nếu lượng nước thiếu thì cần bổ sung vào cho đủ hoặc ngược lại thì đun đến khi nào đạt lượng yêu cầu. sau đó lọc bằng miếng vải lọc nhằm loại bỏ tạp chất còn lẫn trong dung dịch syrup, để tạo cho syrup có độ trong cần thiết. — Phối trộn: o Mục đích: Nhằm trộn đều các thành phần thành một hỗn hợp đồng nhất, đồng thời tăng giá trị cảm quan o Cách tiến hành: Nấm đã được làm sạch rồi đem cân với lượng đã được tính toán, chia làm 3 phần bằng nhau và cho vào 3 chai đã được rửa sạch sẽ. Cho vào nồi syrup lượng hương đã được chuẩn bị, khuấy đều rồi đổ vào chai đã có sẵn nấm tuyết. Khi rót, dịch rót cách miệng chai 2.5cm để khi thanh trùng không bị bật nắp, rót nhẹ nhàng bằng phễu cho chảy theo thành chai để tránh bọt khí. Nếu có bọt khí sẽ tạo áp suất bên trong chai dễ làm vỡ chai khi tiệt trùng hoặc tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động… — Đóng nắp: o Mục đích: Nhằm làm cho thực phẩm cách li hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài, có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản thực phẩm và chất lượng của nó. o Cách tiến hành: Dung dịch syrup sau khi rót vào chai sẽ được đi đóng nắp. Công việc đóng nắp được thực hiện trên máy đóng nắp bán tự động. — Tiệt trùng: o Mục đích: Nhằm mục đích tiêu diệt các vi sinh vật còn xót lại trong sản phẩm để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. o Cách tiến hành: Nước yến sau khi đóng nắp cho vào thiết bị tiệt trùng, tiệt trùng ở nhiệt độ 1210C trong thời gian 30 phút. — Làm nguội: o Mục đích: Nhằm mục đích đưa sản phẩm về nhiệt độ phòng để thuận tiện cho quá trình bảo quản và vận chuyển. gây sự sốc nhiệt làm cho các bào tử vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh hơn. o Cách tiến hành: Để sản phẩm đã được tiệt trùng ra ngoài không khí và chốc ngược sản phẩm xuống để tạo cấu trúc lơ lửng cho sản phẩm. Khi nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống còn khoảng 60 – 700C thì cho sản phẩm vào bồn chứa có xả nước chảy liên tục để làm nguội nhanh sản phẩm về nhiệt độ phòng. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 50 o Chú ý: Khi làm nguội ta phải làm nguội ngoài không khí trước khi làm nguội nhanh bằng nước lạnh để tránh làm vỡ chai vì sản phẩm sau khi tiệt trùng sẽ có nhiệt độ rất cao mà ta làm lạnh liền sẽ có sự thay đổi đột ngột về nhiệt mà bao bì sử dụng lại làm bằng thuỷ tinh nên rất dễ bị vỡ. 4. Nhận xét: - Sản phẩm có tạo cấu trúc lơ lửng đạt yêu cầu nhưng lượng nấm tuyết sử dụng là 4% nên đã làm cho sản phẩm bị đặc - Kích thước các mảnh nấm tuyết không đồng đều do trong quá trình băm không đều tay - Sản phẩm hơi ngọt - Với lượng hương sử dụng đã cho sản phẩm có mùi nặng nên cần phải giảm bớt hương. - Khi so sánh sản phẩm giữa các nhóm thì nhận thấy đối với sản phẩm sử dụng nấm tuyết 3% thì có giá trị cảm quan đẹp nhất. Có 1 số sản phẩm làm ra đã không tạo được trạng thái lơ lửng cho nấm tuyết có thể do các bạn không chốc ngược chai trong khi làm nguội. có 1 số sản phẩm thì nấm tuyết có cấu trúc không đẹp có thể do băm… - Sản phẩm không trong mà hơi có màu sẫm do khi gia nhiệt ta đã đun với ngọn lửa to làm xảy ra phản ứng caramel và sinh màu. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 51 Bài 3: Công nghệ chế biến sữa chua uống liền Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 52 1. Giới thiệu chung về sữa chua uống( Yaourt): Yaourt là một sản phẩm sữa lên men rất phổ biến trên thế giới. Yaourt đã được những người du mục vùng Mount Elbus phát hiện từ rất lâu. Ngày nay Yaourt được tiêu thụ mạnh tại vùng địa trung hải, trung tâm Châu Âu và Châu Á. Trên thị trường hiện nay, sản phẩm Yaourt rất đa dạng về chuẩn loại, cấu trúc, mùi vị của yaourt luôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau. Sản phẩm yaourt có thể được phân loại như sau: - Yaourt truyền thống (set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống, rồi rót vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. - Yaourt dạng khuấy (stirred type): khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ một phần do sự phá huỷ cơ học. Trong quá trình sản xuất yaourt khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý, cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt dạng truyền thống. - Yaourt uống (drinking yoghurt) hay yaourt dạng lỏng: khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm. - Yaourt lạnh đông (frozen yoghurt): sản phẩm có dạng tương tự như kem. Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem xử lý và lạnh đông để tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói. - Yaourt cô đặc ( concentrated yoghurt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Ngày nay để đa dạng hoá yaourt hơn nữa trên thị trường, người ta có thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc purée trái cây vào sản phẩm. 2. Nguyên liệu trong sản xuất yaourt uống Sữa: Sữa là một trong những sản phẩm đang được ưa dùng và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Ngoài việc cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu, nó còn biết đến với tính chất có khả năng kháng một số bệnh như : ưng thư, chống lão hoá và tăng cường tiêu hoá. Sản phẩm được chế biến từ sữa rất đa dạng và nhiều loại khác nhau từ hình thức đến chất lượng… — Tính chất hoá lí của sữa • Sữa là hệ phân tán cao : Các thành phần của sữa tuy có tính chất khác nhau nhưng khi hòa vào môi trường nước được thể đồng nhất và phân tán cao. Lactose và glucose tan trong nước ở dạng phân tử, còn muối của acid hữu cơ, vô cơ tồn tại ở dạng ion.. Protein dạng keo, chất béo ở dạng phân tán cao. Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 53 • Độ chua của sữa : Có nhiều đơn vị để tính độ chua của sữa như độ Soxhlet Henkel (oSH), độ Thorner (oT), độ Dornic (oD). Thông thường độ chua của chuẩn độ được định nghĩa là số ml dung dịch NaOH 0.1N dùng để trung hòa acid của 100ml dịch sữa. Sữa thường có độ chua trung bình là 16÷18oT (độ Thorner). • Tính oxi hoá của sữa : Do trong sữa chứa nhiều chất có khả năng khử hay oxi hóa như : acid ascorbic, tocopherol, riboflavin, systin, men…..làm cho sữa cũng có tính chất đó. • Khối lượng riêng : Khối lượng riêng của sữa phụ thuộc hàm lượng chất béo cũng như các chất tan trong sữa. Trung bình sữa có khối lượng riêng d = 1,027÷1,032, số liệu này thay đổi tùy giống, loài, thời kỳ cho sữa. Khi pha thêm nước vào sữa sẽ làm thay đổi giá trị này. • Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng: Áp suât thẩm thấu (Ptt) của sữa được tạo ra bởi những chất phân tán cao như đường lactose, muối. Bình thường Ptt = 6 atm ở 0 oC. Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,55 oC. Căn cứ vào nhiệt độ đóng băng có thể biết được sữa có bị pha thêm nước vào hay không. • Tính kháng khuẩn : Sữa khi mới vắt xong, thường vi sinh vật không phát triển được mà có thể bị tiêu diệt vì trong sữa có chất kháng thể. — Thành phần hoá học của sữa : Thành phần cơ bản chủ yếu của một số loại sữa được thể hiện ở bảng sau : Loại sữa Protein % Casein % Whey protein % Chất béo % Carbonhydrat % Tro % Sữa mẹ 1.2 0.5 0.7 3.8 7.0 0.2 Sữa ngựa 2.2 1.3 0.9 1.7 6.2 0.5 Sữa bò 3.5 2.8 0.7 3.7 4.8 0.7 Sữa trâu 4.0 3.5 0.5 7.5 4.8 0.7 Sữa dê 3.6 2.7 0.9 4.1 4.7 0.8 Sữa cừu 5.8 4.9 0.9 7.9 4.5 0.8 Các thành phần chính của một lít sữa: Các thành phần Mô tả Trọng lượng % Nước Pha lỏng 902 87,40 Glucid (40 – 60 g/l) Dạng tự do : lactose(do galactose và glucose) ở trạng thái phân tử. 49 4,75 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 54 • Ðường lactose: Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành. Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng : - Đường α -lactose monohydrat C12H22O11.H2O (phân tử α -lactose ngậm một phân tử H2O) - Đường β -lactose anhydrous C12H22O11(phân tử β -lactose khan). Tỉ lệ hàm lượng giữa α -lactomonohydrate và β -lactose anhydrous trong sữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa. Khi hoà tan đường α-lactose monohydrat dạng tinh thể vào nước, góc quay cực của dung dịch sẽ là +89,4 o Dạng kết hợp : galactose và galactozamin, acid sialic ở trạng thái keo được liên kết với protein < 1g/l. Chất béo (25 – 45 g/l) Ở dạng cầu béo: là những giọt chất béo có đường kính từ 1 ÷ 10 µm, được bao bằng một màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương. Ở dạng các hợp chất hoà tan trong chất béo : các sắc tố (β - caroten), sterol(cholesterol), các vitamin. 39 3,78 Hợp chất Nitơ (25 – 40 g/l) Ở dạng mixen 28g : dạng huyền phù, là phức của phosphat canxi liên kết với một liên hợp của casein. Ở dạng hoà tan 4,7g : là những cao phân tử của albumin và imunoglobulin. Nitơ phi protein 0,3g : ure acid, uric creatin 33 3,20 Chất khoáng ( 25 – 40 g/l) Ở trạng thái keo và hoà tan Ở dạng phân tử và ion : acid citric, K, Ca, P, Na, Cl, Mg. Ở dạng các nguyên tố trung lượng( oligo – elemen): Zn, Al, Fe, Cu, I….. 9 0,87 Chất khô tổng số (MST) Sữa đã được làm bóc hơi nước 130 12,60 Các chất khác Các chất xúc tác sinh học : các vitamin( A, D, E, K,B1, B2, PP, B6, B12, C, …) và các enzym. Các khí hoà tan : CO2, O2, N2 chiếm 4 ÷ 5 % thể tích sữa. vết Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 55 Nếu giữ dung dịch này ở nhiệt độ phòng, sau 24 giờ góc quay cực sẽ giảm xuống giá trị +55o. Ðó là do một số phân tử α -lactose monohydrat dãchuyển sang dạng β-lactose anhydrous. Khi đó dung dịch sẽ tồn tại cân bằng : L-α-lactose monohydrat L-β-lactose anhydrous Việc giảm giá trị góc quay cực của dung dịch α - lactose monohydrat sẽ diễn ra với tốc độ nhanh hơn nếu pH được kiềm hoá về giá trị 9,0 hoặc dung dịch được gia nhiệt ở 75oC. Lactose là đường khử, độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với các disacharide và monosacharide thường gặp. Nếu như độ ngọt của saccharose được đánh giá với chỉ số 100, của maltose là 32, glucose là 74 và fructose là 173 thì độ ngọt của lactose chỉ đạt 16. Lactose có thể bị thuỷ phân tạo ra 2 monosacharide là glucose và galactose bởi enzim β -galactoside (lactase) Các đường đơn giản như glucose, fructose, saccharose, có nhiều trong thực vật (hoa, trái cây các loại). Tuy nhiên chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên. Ngoài lactose, trong sữa còn có glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l), galactose (20mg/l) và các hợp chất glucid chứa Nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine, acid N-acetyl neuraminic... Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết. • Chất béo : Là thành phần quan trọng, về dinh dưỡng chất béo có độ sinh năng lượng cao, chứa các vitamin trong chất béo (A, D, E). Với sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái sản phẩm. Có 98÷99% chất béo là triglyxerid, 1÷2% còn lại là các phospholipid, cholesterol, vitamin A, D, E, K. Trong sữa có 18 acid béo. Mỗi glyxerol có thể kết hợp với 3 acid béo cùng loại hoặc khác loại nên số glyxeride khác nhau là vô cùng lớn. Lớp váng sữa trên bề mặt có nhiều thể hình cầu kích thước khác nhau nổi tự do trong sữa, mỗi thể cầu được bao bọc bằng một màng mỏng. Thể cầu mở này có màng bao từ protein và các phosphatide (rất bền) có tác dụng bảo vệ giữ cho chúng không bị phá hủy bởi các enzim trong sữa (đường kính cầu mở 0,1÷20µm (trung bình 3÷4 µm), có 3000 đến 4000 triệu cầu mở/1ml sữa, là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỉ trọng 0,925g/cm3) và có xu hướng nổi lên bề mặt. Phần còn lại ngoài các cầu mở là sữa gầy. Acid béo chiếm 98÷99% tổng chất béo, khác với mỡ động vật là chứa nhiều acid béo no khối lượng phân tử thấp. • Protein : Bao gồm casein từ 2÷4,5%, α -lactose albumin : 0,5%÷1% β -lactose globulin 0,1%, khoáng 0,1% là các protid khác. Protein sữa là loại protid hoàn thiện chứa hầu hết các loại acid amin có trong tự nhiên và có tỉ lệ cân đối thích hợp cho sự hấp thu và đồng hoá của cơ thể người. Casein có tính chất keo, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến sữa. Casein thường ở dạng phức chất casein-calci- phosphat bền vững với hai lớp bảo vệ (lớp điện tích trái dấu và lớp nước liên kết, các phức chất liên kết lại với nhau tạo thành kết tủa(keo hoá), có thể keo hoá bằng acid lactic hoặc men chyomozin theo phản ứng : Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 56 H+ Casein-calci-phosphat Casein trung hoà về điện (kết tủa) Casein-Calci-phosphat Paracasein + Ca2 + (kết tủa) Chymosin Sữa đã tách casein biến thành dạng trong, nước còn lại chứa các protein hoà tan như α - lactose-globulin và globulin kháng thể được gọi là các protein nước sữa (whey). Các chất chứa nitơ phi protein bao gồm các acid amin tự do, creatin, acid uric, polipeptit, ure… Trong tất cả hợp chất trên thì acid amin là có ý nghĩa hơn cả. • Khoáng : Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8÷10g/l, các muối trong sữa ở dạng hoà tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein). Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phospho và magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại nằm dưới dạng muối hoà tan trong sữa. Các khoáng khác như : K, Na, Cl đóng vai trò chất điện ly. Cùng với lactose chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú động vật với áp lực máu. Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo. Chúng rất cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. Một số nguyên tố độc hại như Pb, As… đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò. • Vitamin : Vitamin sữa được chia làm hai nhóm: Vitamin hoà tan trong nước gồm : B1, B2, B3, B5, B6, C…và vitamin hoà tan trong chất béo gồm : A, D, E, K. Nhìn chung hàm lượng vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định do chúng được tổng hợp chủ yếu bởi vi khuẩn trong ngăn thứ nhất dạ dày của nhóm động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên, hàm lượng vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết. • Hormone: Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật.Trong sữa bò ta có thể tìm thấy nhiều loại hormone, chúng được chia thành 3 nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steonide, trong số đó prolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa bò là 50µg/l, trong sữa non là 23mg/l. Ða số bị mất hoạt tính khi thanh trùng ở nhiệt độ thấp (60 ÷ 65oC). • Các hợp chất khác: Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2 , O2 và N2 .Tổng hàm lượng chúng chiếm từ 5÷6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở 3 dạng : dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với các chất khác và dạng phân tán. Khí ở dạng hoà tan hay phân tán thường gây ra một sự khó khăn trong các qui trình chế biến sữa. Do đó sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến. Thỉnh thoảng người ta còn phát hiện trong sữa có các hợp chất hoá học khác như : Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 57 - Chất kháng sinh : penicilline, chloramphenicol... - Chất tẩy rửa : nước Javel, kiềm... - Pesticide: heptachlore và các epoxyde, aldride duldrine, chlordane. - Kim loại nặng - Nguyên tố phóng xạ., nitrat, độc tố vi sinh vật. Những hợp chất này gây độc cho người sử dụng. Hàm lượng chúng trong sữa thường ở dạng vết và thường nhiễm vào sữa từ nguồn thức ăn, thiết bị, dụng cụ chứa và môi trường chuồng trại... ¾ Sữa bột gầy : Trong bài thí nghiệm này ta dùng sữa bột gầy để sản xuất yaourt uống. Bột sữa gầy được sản xuất từ sữa tươi qua thiết bị tách béo để tách phần lớn chất béo có trong sữa, sau đó sữa này sẽ được làm bay hơi nước , qua công đoạn sấy và cuối cùng thành bột sữa gầy.Trong công nghệ này sẽ chọn loại bột sữa gầy có thành phần như sau: Chất béo : 1.25% Độ ẩm : 4.00% Chỉ số acid : 0.15% Độ tan : 1g/1.25ml nước Vai trò: là nguyên liệu chính trong quá trình sản xuất yaourt uống. • Chỉ tiêu cảm quan - Màu sắc : màu trắng sữa đến màu kem nhạt, không xỉn màu, không màu lạ - Mùi : thơm đặc trưng của sữa bột không béo, không chua, không hôi, không mốc, không mùi lạ - Vị : lạt, đặc trưng của sữa không béo, không đắng hay vị lạ khác - Trạng thái + Dạng khô : bột đồng nhất, có thể có cục nhỏ, dễ dàng vỡ vụn khi bóp bằng tay, không tạp chất lạ + Dạng hòa tan : dung dịch đồng nhất, không vón cục, không lắng cặn Các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu • Chỉ tiêu hóa lý Chỉ tiêu Đơn vị tính Mức yêu cầu Hàm lượng protein (tính theo solid-nonfat) % khối lượng ≥ 34 Hàm lượng protein thô % khối lượng ≥ 32,4 Hàm lượng béo % khối lượng ≤ 1,25 Độ ẩm % khối lượng ≤ 40 Độ acid (% acid lactic của 100g sữa hoàn nguyên) % khối lượng ≤ 0,15 Chỉ số không hòa tan ml ≤ 1,0 / 50 Chỉ số protein biến tính WPNI mg/g 4,5 – 6 Báo cáo thí nghiệm thực phẩm 2 GVHD: cô Nguyễn Quốc Thục Phương 58 • Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí cfu/g ≤ 50.000 Coliform MPN/g ≤ 10 E.Coli MPN/g Không phát hiện Salmonella cfu/25g Không phát hiện Coag Postive Staphylococci hoặc Staphylococcus Aureus cfu/25g Không phát hiện Men và mốc cfu/25g ≤ 100 Clostridium Perfringen cfu/25g Không phát hiện Bacillus Cereus cfu/25g ≤ 100 Thermo Spores bào tử/g ≤ 500 Meso Spores bào tử/g ≤ 500 • Chỉ tiêu kim loại nặng As mg/kg ≤ 0,5 Pb mg/kg ≤ 0,5 Cd mg/kg ≤ 1,0 Hg mg/kg ≤ 0,05 Nước : - Là nguyên liệu chính trong sản xuất sữa nước (chiếm khoảng 80% trong sữa) - Giúp phối trộn dễ dàng, quyết định trạng thái sản phẩm. - Tạo pH ổn định. - Làm sạch, tẩy rửa, vệ sinh. - Tác nhân làm lạnh. - Các chỉ tiêu cảm quan, hóa sinh (tương tự như sữa đậu nành) Đường trắng (RE): - Tạo độ ngọt - Cung cấp năng lượng, cải thiện tính chất cảm quan c