Đồ án Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn

ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 1 NHẬN XÉT CỦA GVHD ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 2 LỜI MỞ ĐẦU Cơng nghệ thực phẩm đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nhận được nhiều sự quan tâm. Sản phẩm thực phẩm hiện nay rất đa dạng, đáp ứng nhu cầu ngày một cao hơn của người tiêu dùng. Cấu trúc và vẻ bề ngồi của thực phẩm là một trong những thuộc tính quan trọng được người tiêu dùng sử dụng để đánh giá chất lượng thực phẩm, cĩ ý nghĩa tiên phong trong việc đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Đồ án chuyên ngành thực phẩm “Tổng quan các yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngồi của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn” bàn luận về các yếu tố cơng nghệ trong quá trình sản xuất đã ảnh hưởng như thế nào đến sản phẩm dạng bán rắn, đặc biệt về cấu trúc và vẻ bề ngồi của sản phẩm dạng bán rắn. Chất lượng sản phẩm nĩi chung cũng như cấu trúc và vẻ bề ngồi nĩi riêng chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố cơng nghệ : nguyên liệu sử dụng, phương pháp và phương ti ện sản xuất… Trên cơ sở nguyên liệu và quy trình chế biến sản phẩm, nhà sản xuất sẽ điều khiển, kiểm sốt các thơng số cơng nghệ cụ thể, từ đĩ tạo ra được những sản phẩm cĩ chất lượng như mong muốn, đáp ứng nhu cầu thị trường, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Bài báo cáo này đã được hồn thành với sự giúp đỡ tận tình của cơ Nguyễn Thanh Khương cùng các thầy cơ trong bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm, khơng chỉ trong lúc tìm kiếm tài liệu mà cả những khĩ khăn trong lúc dịch bài. Ngồi ra, xin chân thành cảm ơn các bạn trong lớp đã giúp đỡ rất nhiều trong việc tìm kiếm tài liệu. Trong quá trình thực hiện dù em đã cố gắng nhưng khơng thể tránh khỏi những sai sĩt, rất mong thầy cơ hướng dẫn, sửa chữa để đồ án của em được hồn thiện hơn. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 3 MỤC LỤC Lời mở đầu ................................ ................................ ................................ ................................ .2 Mục lục ................................ ................................ ................................ ................................ ......3 Danh mục hình................................ ................................ ................................ ...........................4 Danh mục bảng ................................ ................................ ................................ ..........................5 A. Tổng quan về sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ .6 I. Giới thiệu chung về thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ ...6 II. Một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn tr ên thị trường................................ ..............7 1. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng nhũ t ương ................................ .................7 2. Các sản phẩm dạng bán rắn cĩ độ đặc ................................ ................................ ..11 3. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng cĩ t ạo gel ................................ ................12 III. Đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngồi quan trọng của sản phẩm TP dạng bán rắn............. 14 1. Các đặc tính cấu trúc ................................ ................................ .............................15 2. Các yếu tố vẻ bề ngồi ................................ ................................ ..........................15 B. Tổng quan các yếu tố cơng nghệ ảnh h ưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngồi của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ ................................ ...................16 I. Nguyên liệu................................ ................................ ................................ ..................16 1. Chất béo ................................ ................................ ................................ ................16 2. Protein ................................ ................................ ................................ ...................17 3. Chất nhũ hĩa ................................ ................................ ................................ .........18 4. Chất tạo đặc, tạo gel ................................ ................................ ..............................19 II. Các quá trình xử lý ................................ ................................ ................................ .....21 1. Phối trộn................................ ................................ ................................ ................21 2. Kết tinh chất béo ................................ ................................ ................................ ...22 3. Đồng hĩa ................................ ................................ ................................ ...............24 4. Đơng tụ casein ................................ ................................ ................................ ......24 C. Các yếu tố ảnh hưởng đén cấu trúc và vẻ bề ngồi của một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn................................ ................................ ................................ ................................ ......25 I. Yaourt ................................ ................................ ................................ ..........................25 1. Quy trình cơng nghệ ................................ ................................ .............................25 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoải của sản phẩm ........................26 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu sữa................................ ................................ ..............26 2.2 Điều kiện lên men ................................ ................................ .........................30 2.3 Xử lí sau lên men ................................ ................................ ..........................31 II. Mayonnaise ................................ ................................ ................................ ................32 1. Quy trình cơng nghệ ................................ ................................ .............................32 2. Các đặc điểm của sản phẩm ................................ ................................ ..................33 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoải của sản phẩm ........................34 3.1 Nguyên liệu................................ ................................ ................................ ...34 3.2 Qui trình................................ ................................ ................................ ........36 Kết luận ................................ ................................ ................................ ................................ ....38 Tài liệu tham khảo ................................ ................................ ................................ ...................39 ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1 : Bơ................................ ................................ ................................ ................................ .7 Hình 2 : Margarine ................................ ................................ ................................ .....................8 Hình 3 : Bơ đậu phộng ................................ ................................ ................................ ...............9 Hình 4 : Mayonnaise ................................ ................................ ................................ ..................9 Hình 5 : Shorterning................................ ................................ ................................ .................11 Hình 6 : Tương ớt ................................ ................................ ................................ ....................12 Hình 7 : Yaourt ................................ ................................ ................................ ........................12 Hình 8 : Mứt đơng................................ ................................ ................................ ....................13 ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 5 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Cơng thức của một số loại Margarine ................................ ................................ ..........9 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bơ đậu phộng lạt ................................ .................9 Bảng 3 : Các đặc tính cấu trúc của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ...15 Bảng 4 : Một số chất nhũ hĩa thơng dụng trong cơng nghiệp thực phẩm ...............................19 Bảng 5 : Ảnh hưởng tỷ lệ lượng chất béo lỏng và chất béo rắn trong cream đến độ cứng của bơ thành phẩm................................ ................................ ................................ ..........23 Bảng 6 : Chế độ xử lý nhiệt – lạnh và lượng giống cấy cho quá tr ình lên men cream tương ứng với các chỉ số iod khác nhau của nguy ên liệu................................ ....................23 Bảng 7 : Ảnh hưởng của những phương pháp hiệu chỉnh khác nhau đến tính chấ t vật lý của yaourt ................................ ................................ ................................ ........28 ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 6 A. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN I. Giới thiệu chung về thực phẩm dạng bán rắn Sản phẩm thực phẩm bao gồm nhiều thành phần kết hợp với nhau theo nhiều cách. Trong các trạng thái cơ bản của vật chất, 2 dạng : dạng rắn và dạng lỏng là mối quan tâm cơ bản trong nghiên cứu cấu trúc thực phẩm. Dạng rắn cĩ khả năng giữ được kích thước, hình dạng xác định và chịu được lực cĩ khuynh hướng làm biến dạng đến một giới hạn xác định. Ngược lại, dạng lỏng là những dạng vật chất khơng cĩ khả năng chống lại áp lực trượt, chảy dễ dàng và thường mang hình dạng của vật chứa [5]. Nếu đem hình thái của thực phẩm xếp vào một miền liên tục thì dạng rắn và dạng lỏng cĩ thể coi là hai đầu mút của miền này. Bên cạnh đĩ cĩ những lúc chúng ta khơng thể xác định rõ ràng được một sản phẩm thuộc dạng rắn hay dạng lỏng, người tiêu dùng cĩ thể sử dụng những thực phẩm này mà khơng cần nhai nhiều và gọi đĩ là dạng bán rắn (semi-solid hay semi-liquid) [6]. Theo Texture measurement of food (Amihud Kramer, Alina S. Szczesniak – 1973) , cĩ nhiều thực phẩm khơng hồn tồn là dạng lỏng cũng khơng hồn tồn là dạng rắn, mà tồn tại ở trạng thái kết tụ khối hạt (aggregation) và thường được gọi là thực phẩm bán rắn, tức là trạng thái trung gian giữa dạng lỏng và dạng rắn. Elder và Smith (1969) liệt kê thạch tráng miệng (gelatin dessert), jelly, gum confection, bơ đậu phộng, pudding v.v… vào dạng sản phẩm này. Những sản phẩm như vậy cĩ thể xem là dạng rắn mềm, tức là chúng khơng chảy thành dịng như chất lỏng nhưng thể hiện sự biến dạng tổng thể dưới áp lực vừa phải (ví dụ như trọng lực). Ranh giới giữa những sản phẩm dạng rắn và bán rắn là khơng rõ ràng, tùy thuộc vào cảm quan của người sử dụng. Cuối cùng, cĩ một dạng là “thực phẩm hỗn hợp” – compound food được đưa ra bởi Mazt (1962). Trong trạng thái này bao gồm chủ yếu là phần lỏng, nhưng cũng chứa cả một lượng phần phi lỏng cĩ thể nhận thấy được, ví dụ như soup, puree, sauces… Sherman (1971) chỉ ra rằng chúng cĩ những “hệ phân tán” cốt yếu và giới hạn “thực phẩm hỗn hợp” là cách gọi chưa tương thích. Elder và Smith (1969) nh ấn mạnh rằng những nguyên lý lưu biến áp dụng cho tất cả những sự kết tụ thực phẩm phức tạp và khác nhau bởi lưu biến được định nghĩa rộng là “sự biến dạng và dịng chảy của vật chất”. Dù sao, những kết cấu phức tạp cũng làm tăng khĩ khăn trong việc liên hệ lý thuyết với quan sát thực nghiệm. Việc đánh giá hình thái phụ thuộc rất lớn vào “mouthfeel” của sản phẩm – “mouthfeel” là một khái niệm cảm quan xuất phát từ cảm nhận ở trong miệng và trên lưỡi sau khi đưa thức ăn vào miệng. Nĩ liên quan đến độ đặc, độ sệt, độ nhớt, sức căng bề mặt và những tính chất vật lí khác của sản phẩm. Một sự thay đổi trong cách thực phẩm di chuyển hoặc chảy trong miệng và cổ họng cĩ ảnh hưởng lớn đến sự đánh giá cấu trúc sản phẩm, từ đĩ ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 7 II. Một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn trên thị trường 1. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn ở dạng nhũ tương Nhũ tương là một hệ gồm hai chất lỏng khơng hịa tan nhưng được trộn lẫn với nhau. Khi đĩ, một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (được gọi là pha khơng liên tục, pha phân tán hoặc pha nội) trong lịng của chất lỏng cịn lại (được gọi là pha liên tục, pha khơng phân tán hoặc pha ngoại). Chất lượng chung của nhũ tương thực phẩm quyết định bởi sự kết hợp giữa tính chất hĩa lý và thuộc tính cảm quan như cấu trúc, vẻ bề ngồi, mùi vị, thời hạn sử dụng. Tính lưu biến của hệ nhũ tương trong thực phẩm rất đa dạng, đĩ là kết quả của các cách sắp xếp thành phần khác nhau và điều kiện xử lý để tạo ra sản phẩm. Sự tạo thành các sản phẩm này với đặc trưng chất lượng phụ thuộc vào việc lựa chọn nguyên liệu thích hợp (như nước, dầu, chất nhũ hĩa, chất tạo đặc, khống, chất mùi, chất màu…) và điều kiện xử lý (như phối trộn, đồng hĩa, thanh trùng, tiệt trùng, kết tinh…). a. Bơ (butter) Bơ là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa. Hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm. Bơ là một hệ “nhũ tương” nước trong dầu, nước được phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong tồn bộ khối bơ mà ta khơng thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường. Bơ cĩ mùi vị đặc trưng chất béo sữa, màu vàng đồng nhất trong tồn khối sản phẩm (màu vàng của bơ thay đổi từ màu vàng đậm cho đến gần như trắng, tùy thuộc vào nguyên liệu chất béo sữa sử dụng ban đầu hoặc các chất màu thêm vào trong quá trình ch ế biến). Bề mặt sản phẩm phải mịn, khơng được sần sùi; độ đặc đồng đều và dẻo, khơng được cĩ cấu trúc rời rạc. Ở nhiệt độ lạnh bơ trở nên cứng, nhưng sẽ mềm đủ để phết được sau một thời gian để trong nhiệt độ phịng. Hình 1 : Bơ ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 8 b. Margarine Margarine là sản phẩm chiếm một vai trị quan trọng trong ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỡ. Sự ra đời của nĩ trước đĩ nhằm để thay thế bơ thiên nhiên trong điều kiện chiến tranh. Về sau, do tính ưu việt của sản phẩm về giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị kinh tế nên cơng nghệ sản xuất margarine ngày càng phát triển mạnh mẽ ở tất cả các nước. Hơn nữa margarine cịn được ưa chuộng bởi vì nĩ cĩ hương vị đặc biệt. Cũng như bơ, magarine là một hệ “nhũ tương” gồm 80% dầu thực vật và 20% nước (tỷ lệ này thay đổi tùy theo từng vùng, từng quốc gia), nước được phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong khối chất béo đã qua quá trình kết tinh ở nhiệt độ nhất định. Margarine cĩ chất lượng cảm quan tương đối giống bơ. Sản phẩm cĩ vị đặc trưng, màu vàng đồng nhất trong tồn khối. Bề mặt và cấu trúc sản phẩm cũng yêu cầu phải đạt được các chỉ tiêu tương tự như sản phẩm bơ : bề mặt mịn, khơng sần sùi, độ đặc đồng đều, cĩ độ dẻo nhất định. Hình 2 : Margarine ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 9 Bảng 1: Cơng thức của một số loại Margarine [10] Hàm lượng trong các sản phẩmThành phần 80% chất béo 60% chất béo 40% chất béo Pha dầu Chất béo Lecithin đậu nành Monoglyceride (IV tối đa 5) Monoglyceride (IV tối đa 60) Vitamin A palmitate β-carotene Hương tan trong dầu Pha nước Nước Gelatin (250 bloom) Bột whey Muối Natri benzoate Kali sorbate Axit lactic Hương tan trong nước 79.884 0.1 0.2 -- 0.001 0.015 16.1 -- 1.6 2.0 0.09 -- -- 0.01 59.584 0.1 0.3 -- 0.001 0.015 37.36 -- 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 5 0.01 39.384 0.1 -- 0.5 0.001 0.015 54.86 2.5 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 4.8 0.01 c. Bơ đậu phộng Bơ đậu phộng là sản phẩm được chế biến từ hạt đậu phộng rang, cĩ thể bổ sung hoặc khơng bổ sung thêm dầu vào. Bơ đậu phộng được sử dụng phổ biến trên thế giới, hương vị thơm và màu sắc đặc trưng, cĩ độ mịn và mức độ trải phết cao, cĩ thể sử dụng để phết lên bánh mì. Bơ đậu phộng là hệ nhũ tương nước trong dầu, đậu phộng sau khi rang đem nghiền rồi qua quá trình đồng hĩa sẽ tạo nhũ tương bền, các hạt nước nhỏ mịn phân tán tốt trong dầu và khơng nhập lại với nhau thành những giọt lớn tách ra. Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bơ đậu phộng lạt Thành phần Khối lượng (g/100g bơ đậu phộng) Carbohydrate 20g Tinh bột 4.8g Saccharose 9.2 Chất xơ 6g Lipid 50g Protein 25g Nước 1.8g ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 10 Hình 3 : Bơ đậu phộng d. Mayonnaise Mayonnaise được dùng như một loại gia vị cho một số mĩn ăn như: sandwiches, salad, hoặc một số loại thức ăn khác chế biến từ thịt, cá, tơm, cua,… ở các nước Âu Mỹ. Sản phẩm này đã trở thành mĩn ăn phổ biến và được phát triển mạnh dưới hình thức một ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỡ. Ở nước ta từ trước đến nay cũng cĩ sử dụng mayonnaise (nhưng khơng nhiều) dưới hình thức tự điều chế trong gia đình hoặc trong khách sạn. Mayonnaise là sản phẩm nhũ tương dầu trong nước. Trong đĩ, dầu thực vật là pha phân tán, dung dịch dấm là pha liên tục và lecithin (trong lịng đỏ trứng) là chất nhũ hĩa. Ngồi ra cĩ thể bổ sung thêm một số gia vị như mù tạt, muối… nhằm tăng hương vị cho sản phẩm. Hình 4 : Mayonnaise e. Shortening Shortening được chế biến từ dầu thực vật. Các loại dầu dùng để sản xuất shortening thường cĩ chỉ số acid thấp để thuận tiện cho việc hydro hĩa hoặc dầu đã được hydro hĩa một phần để cĩ độ rắn nhưng dẻo thích hợp và độ ổn định tốt. Trong cơng nghiệp, người ta thường sử dụng dầu bơng, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng và dầu dừa để sản xuất shortening. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 11 Shortening cĩ màu trắng đục, xốp, bề mặt bĩng, dẻo, nhiệt độ nĩng chảy 40 ÷ 47oC. Shortening nĩng chảy trong suốt, cĩ màu vàng nhạt, khơng mùi, cĩ vị đặc trưng của nguyên liệu. Shortening được sử dụng nhiều trong ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm nhờ tác dụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vị và tăng khả năng bảo quản thức ăn. Shortening được dùng nhiều trong cơng nghệ sản xuất mì ăn liền, bánh kẹo,… Mặt khác, để tăng giá trị dinh dưỡng, đơi khi người ta cịn dùng dầu lỏng chứa nhiều acid béo chưa no trộn với dầu đặc để cĩ hỗn hợp vừa đảm bảo các yêu cầu trên vừa cĩ giá trị phù hợp. Hình 5 : Shortening 2. Các sản phẩm dạng bán rắn cĩ độ đặc  Tương sauce : tương ớt, tương cà… Tương là thứ nước chấm cĩ dạng sệt, cĩ thể dùng trực tiếp hoặc để chế biến, được làm từ một số nguyên liệu như cà chua, ớt và các loại gia vị như bột ngọt, đường, muối, giấm, tiêu… nhằm tạo hương vị chủ đạo cho sản phẩm. Ở quy mơ cơng nghiệp, trong quá trình sản xuất các sản phẩm loại này người ta cịn sử dụng thêm phụ gia tạo sệt (các loại bột, tinh bột, gum…), chất màu, chất bảo quản. Sản phẩm thường cĩ pH khoảng 2,5÷3,5; độ ẩm khoảng 60 ÷ 70 %. Các phụ gia tạo sệt sử dụng nhằm tăng độ nhớt, chỉ tạo sệt chứ khơng được tạo gel, cũng khơng được tạo cấu trúc trong suốt, tạo ổn định và giữ được cấu trúc đặc trưng của sản phẩm. Nguyên liệu sau khi được xử lý sơ bộ (lựa chọn, rửa, tách bỏ những phần khơng cĩ giá trị dinh dưỡng…) sẽ được đem đi chần, rồi tiến hành xay nhuyễn các loại nguyên liệu và phối trộn cùng với các loại gia vị, phụ gia tạo sệt, chất màu, chất bảo quản… Lúc này, phụ gia tạo sệt sẽ giúp cho huyền phù ổn định, khơng bị tách pha, khơng vĩn cục, sản phẩm sánh mịn… ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 12 Hình 6 : Tương ớt 3. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng cĩ tạo gel a. Yaourt Sữa lên men yaourt là một sản phẩm rất phổ biến trên thế giới, được chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi vi khuẩn lactic. Quá trình lên men sẽ làm giảm pH về giá trị thích hợp casein đơng tụ tạo mạng gel nhốt nước bên trong (casein trong sữa tồn tại dưới dạng micelle, cĩ điểm đẳng điện pI = 4.6), tạo ra cấu trúc mềm dẻo của yaourt. Sau đĩ, tiến hành làm lạnh mơi trường lên men để ổn định cấu trúc của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn, tạo mùi vị và cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Hình 7 : Yaourt b. Mứt đơng : jam, jelly, marmalade Mứt đơng (geleé) là sản phẩm được chế biến từ nước ép hay puree trái cây. Trong quá trình chế biến dịch quả đư ợc cô đặc ở nhiệt độ cao , sau đĩ tạo gel đơng bằng cách phối trộn với pectin, agar, gelatin, alginate... (trên thực tế, người ta thường sử dụng kết hợp các phụ gia này để tạo ra cấu trúc gel mong muốn). Các phân tử polysaccharide này duỗi mạch, hình thành liên kết giữa các sợi tạo khung mạng, cĩ khả năng giữ nước, tạo thành cấu trúc cho sản phẩm. Sản phẩm cĩ cấu trúc gel mềm, độ đồng nhất cao, bề mặt đồng đều, độ trong tùy thuộc từng loại mứt đơng. Sản phẩm phải cĩ mùi vị tự nhiên đặc trưng của dịch quả ban đầu. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 13 Hình 8 : Mứt đơng c. Phơ mai (phơ mai tuơi, phơ mai nấu chảy) Phơ mai mềm cĩ độ ẩm rất cao. Các sản phẩm được sản xuất khơng qua giai đoạn ủ chín (phơ mai tươi) đều thuộc nhĩm phơ mai mềm. Điểm đặc trưng của phơ mai mềm khơng qua giai đoạn ủ chín là quá trình bảo quản được thực hiện ở nhiệt độ thấp và thời gian bảo quản ngắn. Sữa sau khi đã chuẩn hĩa sẽ được thanh trùng rồi tiến hành lên men và đơng tụ tạo khối đơng (chứa casein, nước, chất béo và một số hợp chất khác). Phần khối đơng này được đem phối trộn thêm với cream, các nguyên liệu phụ khác trong thiết bị khuấy trộn. Hỗn hợp được khuấy đảo mạnh để đạt được độ mịn và độ đồng nhất theo yêu cầu. Phơ mai nấu chảy là loại sản phẩm được người ta sản xuất bằng cách sử dụng nhiệt độ cao để nấu chảy một hay nhiều loại loại phơ mai khác nhau, cĩ bổ sung thêm sữa và một số phụ gia thực phẩm khác. Sau khi làm đồng nhất hỗn hợp nguyên liệu, ta tiến hành đổ khuơn và làm nguội sẽ thu được phơ mai nấu chảy. Phơ mai nấu chảy chia làm hai nhĩm : nhĩm I cĩ nồng độ chất khơ tương đối cao, người tiêu dùng thường cắt thành miếng nhỏ để sử dụng; cịn nhĩm II cĩ nồng độ chất khơ thấp, người tiêu dùng sẽ phết lên bánh để sử dụng. Thơng thường, phơ mai nấu chảy cĩ cấu trúc mềm hơn, độ ẩm cao hơn so với phơ mai nguyên liệu ban đầu, hàm lượng chất béo khơng thấp hơn 40% tổng chất khơ trong sản phẩm. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 14 III. Các đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngồi quan trọng của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn Nhìn chung, hoạt động của con người được thực hiện qua 5 giác quan: th ị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác và thính giác, đ ặc biệt trong thực phẩm kể cả khi nĩng, lạnh. Thực phẩm là tổ hợp của các thành phần hĩa học, được sắp xếp từ những đơn vị nhỏ nhất. Sự đánh giá thực phẩm bởi các đặc tính cảm quan là kết quả của việc kích thích lên các giác quan bởi các tính chất vật lý của thực phẩm. Các tính chất cảm quan của thực phẩm nhìn chung bao gồm 3 yếu tố: vẻ bề ngồi, hương vị và cấu trúc. Tuy nhiên, cả 3 yếu tố khơng độc lập với nhau mà cĩ quan hệ rất mật thiết. Ví dụ như yếu tố màu sắc là yếu tố quan trọng đặc trưng cho vẻ bề ngồi của sản phẩm nhưng nĩ cịn ảnh hưởng đến hương vị, người tiêu dùng sẽ cho điểm cao về hương vị đối với những sản phẩm cĩ màu đậm hơn là những sản phẩm cĩ màu nhạt. Sự tác động qua lại giữa vẻ bề ngồi và hương vị được xem như là yếu tố “visual flavour”. Tương tự, đặc tính cấu trúc như độ dính cĩ thể ảnh hưởng tới hương vị hoặc một vài hương vị như vị acid cĩ thể ảnh hưởng tới cấu trúc thực phẩm. Điều đĩ cĩ nghĩa là việc xác định hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngồi thì chúng ta cĩ thể xem xét một hoặc hai yếu tố để đánh giá. Do đĩ tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế (the International Standards Organisation – ISO 1992) đã dẫn tới việc xác định các yếu tố hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngồi như sau: + Vẻ bề ngồi: là đặc tính cảm quan được đánh giá bởi yếu tố thị giác. Ngồi ra cịn cĩ các yếu tố khác như khứu giác cũng gĩp phần đánh giá vẻ bề ngồi sản phẩm. + Hương vị: là tổ hợp của hương và vị. Các yếu tố như nĩng, lạnh, hư hỏng, thị giác cũng cĩ thể gĩp phần ảnh hưởng. + Cấu trúc: là đặc tính phần lớn được xác định bằng xúc giác và sự chuyển động của thực phẩm. Ngồi ra yếu tố cảm quan khác như thị giác và hương vị cũng cĩ ảnh hưởng đáng kể. Những định nghĩa ở trên cho ta biết được một ít thơng tin làm thế nào cĩ thể đánh giá được chất lượng của các thuộc tính. Vẻ bề ngồi đơi khi bị nhầm lẫn vì thường vơ hình chung chỉ đánh giá màu sắc, ngồi ra nĩ cịn các đặc tính khác như hình dạng, trạng thái, độ đục, độ trong, … cũng cĩ thể ảnh hưởng đến thị giác của người tiêu dùng. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 15 1. Các đặc tính cấu trúc Bảng 3 : Các đặc tính cấu trúc của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn [8] Đặc tính Định nghĩa Độ nhớt – Viscosity Là thuộc tính cơ học liên quan đến trở lực dịng chảy. Nĩ tương ứng với lực cần cung cấp để kéo chất lỏng vào miệng hay phết thành một lớp ( độ đặc, độ sệt, độ quánh) Độ chắc – Firmness Là thuộc tính cấu trúc cơ học cĩ liên quan đến lực cần sử dụng để nén sản phẩm (mềm – soft hay chắc – firm) Độ cố kết – Cohesiveness Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến khả năng giữ nguyên khối của sản phẩm (lỏng lẻo – loose hay dính kết – cohesive) Độ dính nhớt – Stickiness Là lượng sản phẩm dính trên mơi hay trong vịm miệng khi tiếp xúc với sản phẩm (tr ơn – slippery hay dính – sticky) Độ bám dính – Adhesiveness Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến lực cần thiết để di chuyển sản phẩm bám trên vịm miệng hay trên bề mặt. Độ dầu – Oiliness/độ ẩm ướt – Moistness Lượng dầu/nước cảm nhận qua bề mặt ngồi của sản phẩm. Độ đàn hồi – Elastic recovery Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến tốc độ phục hồi biến dạng và mức độ vật liệu bị biến dạng quay trở lại điều kiện khơng bị biến dạng sau khi đ ã thơi tác dụng lực. Độ mịn – Smoothness Là thuộc tính cảm quan được đánh giá dựa trên cảm nhận sự cĩ mặt hay khơng của các hạt rời rạc trong sản phẩm. Độ dính – Gumminess Thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến độ cố kết của sản phẩm bán rắn. Trong miệng, nĩ liên quan đến sự cố gắng cần thiết để phân hủy sản phẩm về trạng thái nuốt. (Nguồn: ISO 11036:1994) 2. Các yếu tố vẻ bề ngồi - Hình khối : là hình dạng của khối sản phẩm khi người tiêu dùng sử dụng. - Màu sắc : là yếu tố quan trọng thể hiện cảm quan, cũng như chất lượng sản phẩm đĩ. Đơi khi màu sắc cịn cĩ thể giúp cho người quan sát đánh giá được về thành phần cĩ trong sản phẩm. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 16 B. TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ CƠNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC VÀ VẺ BỀ NGỒI CỦA SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN I. Nguyên liệu Nguyên liệu ban đầu luơn là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình sản xuất thực phẩm, tác động trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Đĩ là yếu tố quyết định cho việc chọn phương pháp xử lý để xây dựng quy trình sản xuất, sau đĩ lại ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn thơng số cơng nghệ tối ưu cho quy trình. Thành phần hĩa học, hình dạng, kích thước, khối lượng nguyên liệu đem đi sản xuất… đều là những nguyên nhân cĩ thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Thành phần và hàm lượng các polyme sinh học như protein, polysaccharic, chất béo làm tăng độ nhớt, độ bền của mạng lưới, ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và vẻ bề ngồi của thực phẩm bán rắn. Sự hiểu biết về tính chất của các polyme này giúp ta tạo ra được sản phẩm cấu trúc, cảm quan như mong muốn. Ví dụ, độ nhớt phụ thuộc trước hết vào thành phần của các chất cĩ trong nguyên liệu ban đầu cũng như trong sản phẩm cuối cùng, chủ yếu là phụ thuộc chất béo, protein và một số hợp chất cao phân tử. 1. Chất béo - Chất béo trong nguyên liệu ban đầu cĩ thành phần chính là hỗn hợp các triglyceride, ngồi ra cịn cĩ acid béo tự do, monoglyceride, diglyceride, phospholid, vitamin tan trong dầu… Hàm lượng chất béo cĩ trong nguyên liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của sản phẩm thực phẩm bán rắn nĩi chung, đặc biệt là sản phẩm nhũ tương. - Một số ảnh hưởng của chất béo đến cấu trúc và vẻ bề ngồi sản phẩm nhũ tương : + Nhiệt độ nĩng chảy là tính chất ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc của sản phẩm nhũ tương, nếu chất béo trong hệ là các triglyceride cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao thì cấu trúc sẽ cứng hơn, khĩ phết hơn. Các yếu tố quyết định trạng thái lỏng rắn của chất béo : độ dài mạch C, độ bão hịa (số liên kết khơng no), tỷ lệ giữa các loại acid béo; từ đĩ ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nĩng chảy của triglyceride. Ngồi ra, cấu hình nối đơi (cis/trans), cấu trúc tinh thể , β, β’, vị trí của các liên kết đơi cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ nĩng chảy của triglyceride. Triglyceride khơng cĩ điểm nĩng chảy rõ ràng, thường là một khoảng nĩng chảy. + Chỉ số Iod (IV) : là số g I2 bão hịa hết số liên kết đơi trong 100g chất béo. IV dùng để đánh giá mức độ khơng no của chất béo, xác định mức độ bão hịa hay khơng bão hịa của các acid béo. Đây là một chỉ tiêu quan trọng khi chọn nguồn nguyên liệu cho sản xuất. Chẳng hạn trong sản xuất bơ, nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42) bơ sẽ cĩ cấu trúc rất mềm, ngược lại nếu chỉ số này quá thấp sẽ làm cho cấu trúc cứng và khĩ phết lên bánh. Vì vậy tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà yêu cầu đối với nguồn nguyên liệu ban đầu sẽ khác nhau, đồng thời nhà sản xuất sẽ thay đổi các thơng số cơng nghệ thích hợp để chất lượng sản phẩm ổn định. Cấu trúc tinh thể chất béo ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nĩng chảy, do đĩ tác động đến cấu trúc cuối cùng của sản phẩm. Tinh thể chất béo cĩ 3 dạng : , β, β’ ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 17  là tinh thể ít bền nhất, cĩ độ nĩng chảy thấp nhất. β là tinh thể cĩ độ bền trung bình, nhiệt độ nĩng chảy cao hơn , dài từ 5÷7 μm. β’ là tinh thể cĩ độ bền cao nhất trong 3 loại, nhiệt độ nĩng chảy cũng cao nhất, dài 20 ÷ 30 μm. + Một trong những tính chất quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn. Chất béo trong nguyên liệu thường ở dạng hỗn hợp, khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm tỷ lệ pha rắn (solid fat content – SFC), tức phần trăm pha rắn (tinh thể) trong chất béo ở nhiệt độ đĩ thay đổi. Thơng thường xét trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ phịng đến nhiệt độ thân nhiệt. Tỷ lệ pha rắn sẽ quyết định trạng thái vật lý của chất béo : rắn, mềm dẻo, lỏng; từ đĩ ảnh hưởng đến tính chất cơng nghệ và tính chất cảm quan của sản phẩm. Nếu như hàm lượng tinh thể béo quá cao thì sản phẩm sẽ rất cứng và khĩ phết, nhưng nếu sản phẩm cĩ quá ít tinh thể thì rất mềm và dễ bị mất cấu trúc. + Tính hịa tan trong nước Đa số triglyceride khơng tan trong nư ớc, nhưng tan tốt trong dung mơi hữu cơ khơng phân cực (chloroform, ether ethylic, benzen…). Khi cho chất tạo nhũ, triglyceride tạo nhũ tương với nước. + Ngồi ra, chất béo cịn là dung mơi hịa tan các ch ất màu, tạo nên màu sắc đặc trưng cho sản phẩm thực phẩm nhũ tương. 2. Protein - Protein là những polymer sinh học được cấu tạo từ các L-acid amin, thường xoắn lại thành cấu trúc khơng gian ba chiều (cấu trúc bậc 3, 4) tạo nên tính chất đặc trưng của protein, thơng thường nếu mất cấu trúc này protein sẽ bị mất hoạt tính sinh học. Protein cĩ điểm đẳng điện pI phụ thuộc vào tính điện ly của các acid amin thành phần. Tính chất cơng nghệ của protein cĩ vai trị quan trọng trong quá trình bảo quản và chế biến. + Protein cĩ khả năng thay đổi cấu trúc khơng gian dưới tác động của mơi trường (nhiệt độ, pH, cơ học, muối kim loại…), dẫn đến sự thay đổi các tính chất ban đầu của protein. Sau quá trình biến đổi đĩ, độ hịa tan protein giảm, khả năng hydrat hĩa giảm, dễ bị thủy phân hơn, độ nhớt dung dịch tăng. + Khi cĩ các điều kiện phù hợp như gia nhiệt rồi hạ nhiệt, acid hĩa rồi kiềm hĩa nhẹ…, protein sẽ cĩ khả năng tạo gel. Khi đĩ, protein sẽ biến tính duỗi mạch, tạo ra các nút mạng, cĩ khả năng giữ nước bằng các liên kết khác nhau (liên kết hydro, tĩnh điện, kỵ nước…) - Trong các nguồn nguyên liệu chứa protein được đem đi chế biến thành sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn, protein sữa là nguyên liệu cĩ cấu trúc rất đặc biệt. Protein trong sữa phần lớn là casein (75 ÷ 85%), ngồi ra cịn cĩ các protein hịa tan (15 ÷ 25%). Casein là thành phần protein chủ yếu cĩ trong sữa, chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần cịn lại là các loại casein và khống (gồm calci, magie, phosphate và citrate). Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp thành. Tiểu micelle cĩ dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm bao gồm khoảng 10 ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 18 phân tử casein kết hợp lại với nhau. Thành phần các casein s, β, và κ trong tiểu micelle cĩ thể thay đổi theo những tý lệ khác nhau. Các phân tử s và β-casein nằm tập trung tại tâm điểm micelle tạo nên vùng ưa béo, cịn các phân tử κ -casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle. Phân tử κ-casein cĩ hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với s và β-casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngồi vùng biên micelle. Mỗi micelle cĩ phân tử lượng trung bình 250.000Da. Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calci Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng ion Ca2+ cĩ trong sữa và dao động trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 μm. Các tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng κ-casein khá cao. Do sự bố trí các đầu ưa nước của κ-casein luơn hướng ra vùng biên nên chính các phân t ử κ-casein làm cho micelle hịa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc micelle trong sữa. Nếu tách κ-casein ra khỏi micelle hoặc lấy đi phân ưa nước của nĩ, cấu trúc micelle trở nên khơng ổn định. Trong trường hợp này nếu như cĩ mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽ liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đơng tụ casein. Ở nhiệt độ thấp, các mạch β-casein bị phân ly từ từ và hydroxy-phosphate calci bị tách khỏi cấu trúc micelle. Đĩ là do β-casein cĩ các gốc ưa béo và sự tương tác giữa các gốc ưa béo thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm. 3. Chất nhũ hĩa (emulsifing agents) - Chất nhũ hĩa cĩ chức năng : Làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha trong hệ nhũ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán, đồng thời làm cho chúng khơng thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới cĩ thể tích lớn hơn. Nếu giá trị sức căng bề mặt trong hỗn hợp nước và dầu càng lớn thì càng khĩ tạo ra hệ nhũ tương bền. Chất nhũ hĩa giúp cho cấu trúc của hệ nhũ tương bền vững, tránh được hiện tượng pha phân tán và pha liên tục phân tách thành 2 lớp riêng biệt. Trong cơng thức phân tử của nhiều chất nhũ hĩa thường chứa hai nhĩm : phân cực và khơng phân cực. Trong hệ nhũ tương, các chất nhũ hĩa được phân bố tại vị trí bề mặt tiếp xúc giữa hai pha: đầu phân cực (ưa nước) sẽ nằm trong pha nước/hướng về pha nước và đầu khơng phân cực (khơng ưa nước) sẽ nằm trong pha dầu/hướng về pha dầu. Với cách phân bố như trên, các phân tử chất nhũ hĩa sẽ hình thành nên một lớp màng bảo vệ quanh các hạt phân tán giúp cho hệ nhũ tương được bền vững theo thời gian. Đồng thời chất nhũ hĩa cũng là cầu nối giúp tăng khả năng liên kết giữa các thành phần trong hệ nhũ tương, tạo độ đồng nhất và làm tăng lực liên kết bên trong hệ, do đĩ tăng độ nhớt của sản phẩm. - Các chất nhũ hĩa cĩ thể chia thành hai nhĩm chính : + Chất nhũ hĩa cĩ nguồn gốc thiên nhiên : một số protein thực động vật, phospholipid, sterol… + Chất nhũ hĩa tổng hợp : ester của glycerol, propylen, glycol, ester gi ữa sorbitan và các acid béo, cellulose ether, carboxymethyl cellulose (CMC)… ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 19 Ngồi ra, một số chất rắn dạng hạt mịn nh ư bentonite, carbon black… cũng cĩ chức năng ổn định hệ nhũ tương. - Người ta cĩ thể phân loại các chất nhũ hĩa dựa vào giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo của chúng (hydrophile – lipophile balance value). Đĩ là t ỷ số giữa phần trăm khối lượng các nhĩm ưa nước và phần trăm khối lượng các nhĩm kỵ nước trong phân tử chất nhũ hĩa. Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo của các chất nhũ hĩa được xác định bằng phương pháp thực nghiệm và nĩ thường dao động trong khoảng từ 1 ÷ 20. Nếu chất nhũ hĩa cĩ giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo từ 3 ÷ 6, chúng được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương nước trong dầu (w/o). Ngược lại, nếu giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo từ 8 ÷ 18, chất tạo nhũ sẽ thích hợp để ổn định các hệ nhũ tương dầu trong nước. (o/w). Bảng 4 : Một số chất nhũ hĩa thơng dụng trong cơng nghiệp thực phẩm [3] STT Tên chất nhũ hĩa Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo 1 Phospholipid (ví dụ: lecithin) 18 ÷ 20 2 Sodium oleat, potassium oleat 3 Protein (ví dụ: gelatin, albumin…) 4 Sodium stearyl-2-lactylate 5 Glycerol monostearate 2,8 6 Polyglycerol ester 7 Polyoxyethylen sorbitol và các acid béo 8 Ester giữa propylen glycol và acid béo 3,4 9 Ester giữa sorbitol và các acid béo 4,7 10 Alginate 11 Cacboxymethylcellulose 12 Carragennan 13 Guar 14 Gum arabic 15 Methyl cellulose 10,5 16 Pectin 17 Tragacanth 11,9 18 Xanthan Trong cơng nghiệp thực phẩm, chất nhũ hĩa được xem là một phụ gia. Các quy định hiện nay về danh mục phụ gia thực phẩm và liều lượng sử dụng thay đổi tùy thuộc vào tình hình mỗi nước. Yêu cầu chung về các chất nhũ hĩa trong chế biến là phải khơng độc hại đối với sức khỏe người tiêu dùng, khơng màu, khơng mùi, khơng v ị và ít bị biến đổi trong các quá trình xử lý, chế biến và bảo quản. 4. Chất tạo đặc, tạo gel - Hydrocolloid là những polymer sinh học (polysaccharide và protein) tan trong nước hiện đang được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 20 tạo gel từ hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương… Đĩ là những chất thuộc nhĩm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm. Chúng cĩ 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 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. - Polysaccharide khi cĩ mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất cĩ lợi dựa trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết Hydro. Polysaccharide là polymer từ các monosaccharide, mỗi monosaccharide cĩ một số điểm cĩ khả năng tạo liên kết với Hydro. Mỗi nhĩm –OH trên gốc monosaccharide cĩ thể kết hợp với một phân tử nước và vì vậy mỗi gốc đều cĩ thể hồn tồn solvat hĩa. Do đĩ các phân t ử polysaccharide cĩ thể tan được và phân tán đều trong nuớc. Chúng đĩng vai trị tạo độ kết dính, tạo đặc, tăng độ nhớt và tạo gel. Khi phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc khơng gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành mạng liên kết. Khả năng tạo gel hay tạo đặc phụ thuộc vào liên kết giữa các phân tử. - Phụ gia tạo gel : + 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 khơng 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 khơng ổn định.  Cấu trúc các phân tử : Những phân tử cĩ nhánh khơng liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy khơng tạo những vùng liên kết cĩ kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng ch ỉ tạo cho dung dịch cĩ độ nhớt và độ ổn định. Nhưng 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 nhĩm tích điện cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết. + Ngồi ra cịn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự cĩ mặt của các yếu tố khác trong dung dịch. + Một số phụ gia tạo gel :  Gel thuận nghịch về nhiệt Agar : Gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử cĩ 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 cĩ mặt của những muối Kali. Các phân tử cĩ 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 cĩ mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 21 Iota carrageenan : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự cĩ mặt của muối. Các phân tử cĩ sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự cĩ mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Low methoxyl pectin (LMP) : Gel được tạo thành khi cĩ các ion kim loại hĩa trị 2, chủ yếu là calci ở pH thấp. Các phân tử tạo liên kết chéo thơng qua các ion. pH th ấp làm giảm lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử. Gellan gum : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự cĩ mặt của muối. Các phân tử cĩ sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự cĩ mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Các ion cĩ tác dụng tạo liện kết chéo giữa các chuỗi. Low acyl gellan gel thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối thấp nhưng khơng thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối cao hơn(100mM) đặc biệt khi cĩ mặt các cation hĩa 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 khơng thuận nghịch về nhiệt : Alginate : Gel tạo thành khi cĩ thêm các cation ch ủ yếu là Ca2+ hay ở pH thấp. Các phân tử liên kết chéo với nhau bằng các ion. High methoxyl pectin (HMP) : Gel tạo thành khi cĩ hàm lượng chất khơ 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 cịn được tăng cường bằng sự giảm hoạt tính nước. Locust bean gum : Gel tạo thành sau khi đơng lạnh dung dịch. - Phụ gia tạo đặc Tất cả các polysaccharide tan được trong nước đều tạo thành dung dịch nhớt, tạo độ đặc do kích thước phân tử lớn. Gum arabic tạo dung dịch cĩ độ nhớt min, guar gum tạo dung dịch cĩ độ nhớt max. Độ nhớt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và điện tích phân tử. + Một số phụ gia tạo đặc :  Xanthan gum : Độ nhớt rất cao, khơng bị ảnh hưởng bởi sự cĩ mặt của chất điện ly, ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao.  Galactomannans (guar and locust bean gum) Đ ộ nhớt rất cao. Khơng bị ảnh hưởng bởi sự cĩ mặt của chất điện ly nhưng cĩ thể mất độ nhớt ở pH cao hay thấp hay ở nhiệt độ cao.  Carboxymethyl cellulose : Độ nhớt cao nhưng bị giảm khi cĩ chất điện ly và pH thấp.  Methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose : Độ nhớt tăng khi nhiệt độ tăng khơng bị ảnh hưởng bởi sự cĩ mặt của chất điện ly hoặc pH. II. Các quá trình xử lý 1. Phối trộn (phối chế và đảo trộn) - Đa số sản phẩm thực phẩm nĩi chung, cũng như thực phẩm dạng bán rắn nĩi riêng khơng phải chế biến từ một loại nguyên liệu mà gồm nhiều loại khác nhau. Để tạo được sản ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 22 phẩm cĩ đặc trưng cấu trúc, đặc tính và chức năng như mong muốn thì tỷ lệ giữa các thành phần đem đi phối trộn cần được tính tốn phù hợp. Nếu thay đổi thành phần nguyên liệu, cấu trúc và vẻ bề ngồi của sản phẩm đều rất dễ bị thay đổi theo. Phối chế là quá trình phối trộn giữa 2 hay nhiều thành phần khác nhau để thu được một hỗn hợp sản phẩm đáp ứng yêu cầu đã định. Cịn đảo trộn là quá trình cơ học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau. Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất nguyên liệu, mỗi loại nguyên liệu sẽ tương ứng với một giá trị nhất định tùy thuộc thành phần. Khi tiếp xúc với nhau, các thành phần nguyên liệu đem phối chế trong chế biến thực phẩm cĩ thể dễ dàng hịa tan trong nhau tạo thành một hỗn hợp đồng nhất dưới dạng dung dịch cùng pha. Trong quá trình đảo trộn, dưới tác dụng cơ học của cánh khuấy, các cấu tử trong hỗn hợp tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng khả năng liên kết giữa chúng, do đĩ độ đồng nhất của sản phẩm càng cao. - Thứ tự phối trộn cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các sản phẩm. Nĩ sẽ ảnh hưởng trước hết đến sự hình thành liên kết giữa các thành phần nguyên liệu, tạo nên cấu trúc, màu sắc, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. - Tốc độ khuấy đảo ảnh hưởng đến quá trình hình thành liên kết hay tăng trưởng các tinh thể chất béo. Để chọn giá trị thích hợp cho quá trình, người ta dựa vào hàm lượng các chất cĩ trong nguyên liệu ban đầu. Nếu chế độ khuấy trộn khơng thích hợp, sản phẩm sẽ khơng hình thành được chất lượng như mong muốn. Chẳng hạn khi chế biến mayonnaise, nếu các thành phần nguyên liệu ban đầu khơng được tiến hành khuấy trộn thì hệ nhũ tương đồng nhất khơng thể nào tạo thành, và nếu khuấy trộn với tốc độ khơng phù hợp, sản phẩm cũng khơng thể đạt được độ sệt đặc trưng, ổn định. 2. Kết tinh chất béo - Một tính năng quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, hay là sự kết tinh chất béo. Do nguyên liệu thường chứa hỗn hợp các chất béo cĩ điểm nĩng chảy khác nhau nên nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau. Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt và tốc độ khuấy đảo. Bằng cách điều chỉnh các thơng số đĩ, nhà sản xuất sẽ kiểm sốt được sự hình thành và tăng trưởng các tinh thể, tạo ra được tinh thể cĩ kích thước, hình dạng tinh thể thích hợp với cấu trúc sản phẩm mong muốn. Thơng thường, người ta dựa vào chỉ số iod của chất béo nguyên liệu để chọn chế độ xử lý nhiệt – lạnh tối ưu. Khi đĩ, sản phẩm sẽ khơng cĩ cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm. - Khi các quá trình xử lý tiến hành ở nhiệt độ cao khoảng 90 ÷ 95oC, tất cả các hạt cầu béo đều ở trạng thái lỏng. Khi làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống 40oC, một số phân tử chất béo bắt đầu kết tinh. + Nếu ta làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống nhiệt độ thấp hơn với tốc độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng các tinh thể béo sẽ lần lượt xuất hiện với độ tinh khiết cao. + Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo sẽ diễn ra nhanh. Tuy nhiên, trong trường hợp này, một số tinh thể chất béo thu được khơng đạt độ tinh khiết cao và được ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 23 gọi là “tinh thể hỗn hợp” (mixed crytals). Đĩ là do các phân t ử triglyceride cĩ điểm nĩng chảy thấp bị nhốt trong các tinh thể triglyceride cĩ điểm nĩng chảy cao. Khi đĩ tỷ lệ giữa khối lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong nguyên liệu chứa chất béo sẽ giảm và sản phẩm như bơ, margarine… sẽ cĩ cấu trúc cứng, khĩ phết lên bánh khi sử dụng. Để khắc phục hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ nguyên liệu chứa chất béo để kết tinh một phần chất béo, người ta sẽ nâng dần nhiệt độ lên để các triglyceride cĩ điểm nĩng chảy thấp sẽ hĩa lỏng và tách ra khỏi các “tinh thể hỗn hợp”. Cuối cùng tiến hành hạ nhiệt độ lần nữa, nhưng khơng thấp như ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên để tái kết tinh chất béo. Khi đĩ một số triglyceride sẽ tiếp tục kết tinh, tuy nhiên độ tinh khiết của các tinh thể trong nguyên liệu chứa chất béo sẽ tăng, số “tinh thể hỗn hợp giảm”. Từ đĩ ta cĩ thể đạt được tỷ lệ phần trăm giữa lượng chất béo lỏng và tổng khối lượng chất béo trong nguyên liệu như mong muốn. Bảng 5 : Ảnh hưởng tỷ lệ lượng chất béo lỏng và chất béo rắn trong cream đến độ cứng của bơ thành phẩm [3] Lượng chất béo lỏng (% so với tổng lượng chất béo) Lượng chất béo rắn (% so với tổng lượng chất béo) Cấu trúc bơ thành phẩm 85 15 Bơ mềm 55 45 Bơ cứng 65 ÷ 78 22 ÷ 35 Bơ cĩ độ cứng vừa phải,dễ phết lên bánh - Đối với những sản phẩm mà trong quy trình sản xuất cĩ quá trình lên men, chẳng hạn vi khuẩn lactic sẽ sinh tổng hợp lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua và hương vị đặc trưng cho sản phẩm, khi đĩ tốc độ acid hĩa cũng ảnh hưởng đến cấu trúc thành phẩm. Vì lúc này nếu trong quá trình kết tinh chất béo ta tiến hành làm nguội chậm, thời gian kết tinh chất béo sẽ dài, hàm lượng các sản phẩm tạo vị chua và hương sản phẩm được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn lactic sẽ khơng đạt được tỷ lệ cân đối mong muốn. Khi đĩ, trong thực tế sản xuất ta cần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp làm nguội nhanh, do đĩ tác động trực tiếp đến cấu trúc của sản phẩm tạo thành. Bảng 6 : Chế độ xử lý nhiệt – lạnh và lượng giống cấy cho quá tr ình lên men cream tương ứng với các chỉ số iod khác nhau của nguy ên liệu [3] Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt – lạnh (oC) Lượng giống cấy (%v/v) <28 28 ÷ 29 30 ÷ 31 32 ÷ 34 35 ÷ 37 38 ÷ 39 >40 8 – 21 – 20 8 – 21 – 16 8 – 20 – 13 6 – 19 – 12 6 – 17 – 11 6 – 15 – 10 20 – 8 – 11 1 2 ÷ 3 5 5 6 7 5 ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 24 3. Đồng hĩa - Kỹ thuật đồng hĩa hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp phá vỡ, làm giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục. Việc làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai pha và sức căng bề mặt sẽ làm cho hệ nhũ tương ổn định hơn và tránh được hiện tượng tách pha dưới tác dụng của trọng lực, tạo độ đồng nhất, giữ cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Trong thực tế sản xuất, người ta thường sử dụng các chất nhũ hĩa trong quá trình đồng hĩa. Khi các hạt phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước, chất nhũ hĩa sẽ hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha, tạo nên một màng bảo vệ quanh các hạt phân tán giúp hệ nhũ tương bền hơn. Trong thực tế cĩ nhiều phương pháp đồng hĩa khác nhau : khuấy trộn, sử dụng áp lực cao, nghiền keo, dịng chảy xốy tâm, sĩng siêu âm…Trong đ ĩ, hiệu quả quá trình đồng hĩa khi sử dụng bằng phương pháp khuấy trộn là khơng cao, thường chỉ dùng để đồng hĩa sơ bộ hoặc để đồng hĩa các hệ nhũ tương cĩ độ nhớt thấp. Trong thực tế hiện nay, phương pháp đồng hĩa sử dụng áp lực cao được sử dụng khá rộng rãi. - Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hĩa: + Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích : Nếu tỷ lệ của pha phân tán chỉ chiếm một phần nhỏ so với thể tích của tồn hệ thì quá trình đồng hĩa sẽ được thực hiện dễ dàng và hệ sẽ cĩ độ bền cao. Ngược lại, nếu tỷ lệ này càng cao, càng khĩ đồng hĩa bằng các phương pháp thơng thường, các hạt của pha phân tán dễ cĩ xu hướng kết hợp với nhau gây hiện tượng tách pha. + Nhiệt độ : Nhiệt độ mẫu càng thấp đồng hĩa càng kém hiệu quả do một số chất béo chuyển sang trạng thái rắn, cịn nhiệt độ quá cao làm tăng chi phí năng lư ợng và cĩ thể xảy ra một số phản ứng hĩa học khơng cần thiết ảnh hưởng đến chất lượng của hệ nhũ tương. Dựa vào thành phần hĩa học của hệ nhũ tương mà ta sẽ chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình. + Áp suất : áp suất đồng hĩa càng lớn, các hạt pha phân tán được tạo thành cĩ kích thước nhỏ và hệ nhũ tương cĩ độ bền cao. + Chất nhũ hĩa : cĩ tác dụng làm bền hệ nhũ tương, vấn đề quan trọng là phải lựa chọn được chất nhũ hĩa thích hợp cho từng loại sản phẩm. 4. Đơng tụ casein - Đơng tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đơng với cấu trúc gel. Để tiến hành đơng tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong hai phương pháp sau : + Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein (pI = 4,6). Khi đĩ lực hút tĩnh điện giữa các phân tử với nhau sẽ tăng, casein sẽ chuyển sang trạng thái khơng tan và xuất hiện các khối đơng tụ trong sữa. + Sử dụng enzyme chymosin đơng tụ sữa. Enzyme xúc tác thủy phân liên kết peptide tại vị trí giữa acid amin số 105 (phe) và acid amin số 16 (met) trong phân tử κ-casein. Kết quả là phân đoạn caseinomacropeptide được tách khỏi phân tử κ-casein hịa tan vào dung dịch, phân đoạn paracasein vẫn cịn gắn lại trên các gốc micelle làm cho micelle dễ “tập hợp” ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 25 lại với nhau tạo khối đơng. Đĩ là do hiện tượng giảm sự tích điện bề mặt của micelle, từ đĩ lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle cũng bị giảm. Cầu calci phosphate xuất hiện giữa các micelle gĩp phần làm tăng kích thước khối đơng tụ. Trong quá trình liên hợp lại với nhau để tạo nên khối đơng, các micelle sẽ kéo theo một số phân tử lipid, lactose, vitamin… Độ nhớt của sữa ban đầu bị giảm nhẹ khi κ-casein bị thủy phân, nhưng sau đĩ tăng dần theo tiến trình khối đơng tụ xuất hiện. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đơng tụ : + Đơng tụ casein bằng phương pháp chỉnh giá trị pH  pH  Nhiệt độ  Nồng độ muối + Đơng tụ casein bằng phương pháp sử dụng enzyme đơng tụ  Hàm lượng enzyme sử dụng : Hoạt tính của enzyme thường được biểu diễn dưới dạng một tỷ lệ, ví dụ như chymosin cĩ hoạt tính dao động từ 1:10.000 ÷ 1:15.000. Điều đĩ cĩ nghĩa là một phần (khối lượng hoặc thể tích) chymosin cĩ thể làm đơng tụ được 10.000 ÷ 15.000 phần (khối lượng hoặc thể tích) sữa trong thời gian 40 phút ở 35oC. Hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide đặc hiệu trong phân tử κ-casein. Cịn tốc độ quá trình đơng tụ sữa lại phụ thuộc vào tần số va chạm của các micelle đã giải phĩng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng. Như vậy, hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến tốc độ đơng tụ của sữa và cấu trúc khối đơng. Hàm lượng chymosin sử dụng càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân κ-casein sẽ càng lớn, số micelle giải phĩng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng sẽ càng nhiều, tốc độ quá trình đơng tụ sẽ nhanh hơn.  pH : Hoạt tính enzyme phụ thuộc pH, giá trị tối ưu của chymosin là 6,0. Các kết quả nghiên cứu trước đây khẳng định rằng khi ta giảm pH sữa từ giá trị tự nhiên 6,6 ÷ 6,7 về giá trị 6,0 thì tốc độ đơng tụ sữa được cải thiện đáng kể. Ngồi ra, pH cũng ảnh hưởng đến cấu trúc micelle trong sữa, khi ta giảm pH thì phosphate calci sẽ bị tách ra khỏi cấu trúc micelle, làm giảm điện tích micelle, nhờ đĩ thời gian đơng tụ sữa sẽ được rút ngắn.  Nhiệt độ : Khi ta tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng hĩa sinh sẽ tăng theo. Mặt khác, việc gia tăng nhiệt độ cũng làm tăng tần số va chạm giữa các micelle đã giải phĩng được các phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng. Kết quả là tốc độ đơng tụ sữa cũng sẽ gia tăng. Thực nghiệm cho thấy nhiệt độ tối ưu cho quá trình đơng tụ casein trong sữa khoảng 42,5 ÷ 45,0oC.  Calci : Theo Law B. A (1999), ion calci s ẽ làm giảm điện tích của các casein do chúng tạo liên kết với các nhĩm tích điện trong phân tử casein, do đĩ sẽ làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle với nhau và giúp cho quá trình đơng tụ sữa diễn ra nhanh hơn, dễ dàng hơn. Trong sản xuất, người ta thường sử dụng muối clorua calci CaCl2 để bổ sung vào sữa trước khi thực hiện quá trình đơng tụ. Hàm lượng dùng từ 5 ÷ 20g cho 100kg sữa tươi. Việc ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 26 bổ sung CaCl2 cĩ thể làm giảm nhẹ pH sữa. Hiện tượng này cũng cĩ lợi cho quá trình đơng tụ. Nếu bổ sung calci với hàm lượng quá cao, khối đơng tụ trở nên cứng hơn. Đối với những sản phẩm phơ mai cĩ hàm lượng chất béo thấp, người ta cĩ thể bổ sung dosodium phosphate Na2HPO4 vào sữa trước khi cho CaCl2 vào. Khi đĩ độ dẻo của khối đơng được cải thiện đáng kể do sự tạo thành dạng keo Ca3(PO4)2, chúng cĩ chức năng tạo độ dẻo cho khối đơng tương tự như các hạt cầu béo.  CO2 : Việc bổ sung CO2 vào sữa sẽ làm giảm pH tự nhiên của sữa xuống 0,1 ÷ 0,3 đơn vị, làm thời gian đơng tụ sữa sẽ được rút ngắn. Theo Bylund Gosta (1995), vi ệc bổ sung CO2 vào sữa sẽ cho phép chúng ta tiết kiệm được một lượng nhỏ enzyme đơng tụ sữa cần dùng mà thời gian đơng tụ vẫn khơng thay đổi. - Đặc biệt trong quá trình sản xuất phơ mai nấu chảy, sau khi xử lý ở nhiệt độ cao để nấu chảy phơ mai nguyên liệu và khuấy trộn cơ học, cấu trúc gel ban đầu bị phá vỡ hồn tồn, đồng thời ion Na+ sẽ thế chỗ cho ion Ca2+, giải phĩng ra những phần tử casein tự do. Chính nhờ vậy, hỗn hợp đồng nhất được đưa đi đổ khuơn, làm nguội sẽ tạo thành gel mềm hơn, hồn tồn khác với nguyên liệu ban đầu. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 27 C. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC VÀ VẺ BỀ NGỒI MỘT SỐ SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN I. Yaourt 1. Quy trình cơng nghệ Sữa nguyên liệu Giống VSV Chuẩn hĩa Hiệu chỉnh SNF Bài khí Đồng hĩa Xử lí nhiệt Cấy giống Phối trộn Rĩt sản phẩm Lên men Làm lạnh Bảo quản lạnh Yaourt truyền thống Lên men Làm lạnh Phối trộn Rĩt sản phẩm Bảo quản lạnh Yaourt dạng khuấy Nhân giống Hương liệu Bao bì Purée quả Hương liệu Bao bì ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 28 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngồi sản phẩm 2.1. Chuẩn bị nguyên liệu sữa a. Gia tăng hàm lượng chất khơ - Lượng chất khơ tổng trong sữa nguyên liệu cĩ tính quyết định lớn đến tính chất vật lý của sản phẩm yaourt cuối cùng. Tổng hàm lượng chất khơ tối ưu cho quá trình lên men sản xuất yaourt là từ 14 đến 16%. Thực tế, mỗi nhà sản xuất sẽ chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình. Thơng thường, sữa tươi cĩ hàm lượng chất khơ khoảng 11,5÷12,7%. Để tăng hàm lượng chất khơ, người ta cĩ thể sử dụng nhiều cách khác nhau. + Cơ đặc sữa trong điều kiện chân khơng để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định. Thể tích sữa sau cơ đặc thường giảm đi 10 ÷ 20%. Khi đĩ, tổng hàm lượng chất khơ tăng 1,5 ÷ 3%. + Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi : hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường khơng hơn 3% so với khối lượng sữa tươi. + Bổ sung thêm sữa cơ đặc vào sữa. + Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc hay lọc nano trên thiết bị membrane. Dịng sản phẩm khơng qua màng thốt ra từ thiết bị siêu lọc cĩ hàm lượng chất khơ cao sẽ được sử dụng bổ sung vào sữa tươi. Bảng 7 : Ảnh hưởng của những phương pháp hiệu chỉnh khác nhau đến tính chất vật lý của yaourt [6] Nguồn tham khảo Nội dung về các phươngpháp hiệu chỉnh Kết quả Becker và Buhan (1988) SMP, UF, EV Làm tăng độ bền gel, giảm sự đơng đặc Guirguis (1987) RO (so với phương phápbổ sung bột sữa) Tăng độ bền gel, giảm độ đơng đặc Jaros (2002) Sữa gầy hồn nguyên Tăng độ bền gel, tăng độ đặc vàkhả năng giữ huyết thanh Kulkani (1990) Whey protein cơ đặc Giảm độ đặc và làm tăng thànhphần whey protein Lankes (1998) So sánh SMP, VEV, UF Độ ổn định và độ nhớt của UF cao hơn Modler (1983) NaC, UF-MPC, SMP.UF-WPC Tăng độ bền gel, giảm độ đặc, WPC tạo gel ít bền vững hơn sản phẩm đi từ casein Rohm và Schmid (1993) SMP, NaC, UF Tăng độ sệt, nhất là NaC, giảm độ đặc Savello và Dargan (1995,1997) SMP, UF UF tạo yaourt cĩ độ bền gel và độ sệt cao hơn Schkoda (2001) Lọc sữa gầy bằng cáchlọc nano Tăng độ bền gel, độ sệt, khả năng giữ huyết thanh ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 29 RO : Thẩm thấu ngược, SMP : bột sữa gầy, UF : protein sữa cơ đặc bằng phương pháp siêu lọc, VEV : cơ đặc chân khơng, NaC : natri caseinate, UF -WPC : whey protein cơ đặc bằng phương pháp siêu lọc Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị cĩ sẵn, mỗi nhà máy sẽ chọn giải pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khơ trong nguyên liệu sữa tươi. - Độc lập với các phương pháp hiệu chỉnh hàm lượng chất khơ, thành phần protein trong sữa nguyên liệu là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tính lưu biến và tính chất vật lý của yaourt. Sự gia tăng thành phần protein sẽ gia tăng lượng nước liên kết, do đĩ sẽ ảnh hưởng đến độ chắc của gel thành phẩm. Theo Snoeren (1982), Casein trong s ữa cĩ thể cố định 2,82g nước/1g protein. Giá trị hydrat hĩa tương ứng của protein chưa biến tính và đã biến tính là 0,32g nước/g protein và 2,34g nước/g protein. Trong cơng nghệ sàn xuất yaourt, whey protein cơ đặc được dùng để gia tăng lợi nhuận, khơng chỉ là để tận dụng mà cịn làm tăng giá trị dinh dưỡng do sự gia tăng tỷ lệ whey protein-casein sẽ cải thiện giá trị dinh dưỡng của hỗn hợp. Mục tiêu chính của việc tăng hàm lượng whey protein là làm giảm độ nhớt, làm mềm gel thành phẩm so với sản phẩm đi từ casein. Dù sao, lượng whey protein thêm vào cũng cĩ một giới hạn nhất định vì cĩ thể sẽ làm giảm mùi vị sản phầm. b. Đồng hĩa Tồn bộ sữa được đồng hĩa ở áp suất khoảng 200 ÷ 250 bar ở nhiệt độ 65 ÷ 70oC, được thực hiện trước khi gia nhiệt, để ngăn hiện tượng tách pha của chất béo sữa trong quá trình lên men và làm đồng nhất sản phẩm. Các hạt cầu béo trong sữa được ổn định bằng một lớp màng đặc biệt cĩ thành phần chính là protein, phospholipid, glyceride. Quá trình đồng hĩa làm phá vỡ các hạt cầu béo từ kích thước ban đầu thành dạng nhỏ hơn. Đồng hĩa làm tăng diện tích tiếp xúc của các hạt cầu béo và tạo ra một lớp màng bao thứ cấp cho các hạt cầu béo. Các hạt cầu béo cĩ kích thước lớn trong sữa chưa qua đồng hĩa sẽ ngắt mạng lưới gel, do đĩ sẽ làm giảm độ bền gel của sản phẩm. Sự thay thế một phần của màng chất béo ban đầu bằng các protein sữa khác cho phép các hạt cầu béo gắn vào mạng gel. Tác dụng của quá trình đồng hĩa phụ thuộc vào cách sắp đặt các quá trình trong quy trình sàn xu ất. Quá trình đồng hĩa cĩ gia nhiệt trước khi tác động cơ học tạo ra một tác động lớn tới membrane bởi sự kết tụ của whey protein biến tính với nhau và với casein. Trong khi đĩ quá tr ình đồng hĩa cĩ gia nhiệt sau dẫn tới sự kết tụ một phần của protein màng với nhau gây ra sự liên kết với các hạt cầu béo. Nghiên cứu cho thấy cấu trúc sản phẩm qua quá trình đồng hĩa gia nhiệt trước cĩ độ nhớt và và độ bền cao hơn. Tác động của việc gắn các hạt cầu béo vào mạng gel phụ thuộc vào kích thước hạt cầu béo nĩi riêng và quá trình đồng hĩa nĩi chung. Nghiên cứu cho thấy sự gia tăng tuyến tính của độ bền gel khi làm giảm đường kính các hạt cầu béo và nâng cao hiệu suất khi đồng hĩa nhiều bậc ở áp suất thấp. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 30 c. Xử lí nhiệt Gia nhiệt sữa nguyên liệu là yếu tố quan trọng trong sản xuất yaourt, và điều kiện nhiệt độ - thời gian cĩ thể khác nhau để hiệu chỉnh tính chất vật lý của sản phẩm. Quá trình gia nhiệt ngồi mục đích bảo quản, cịn cĩ mục đích quan trọng hơn, đĩ là tạo ra một sự biến tính của whey protein đủ để liên kết với các micelle casein. Gia nhiệt làm tăng thể tích, tăng khả năng giữ nước liên kết và làm giảm tính tan của whey protein. Các nhĩm chức hoạt động trong phân tử whey protein, đặc biệt là nhĩm thiol, lộ ra ngồi khi phân tử duỗi mạch, tạo ra liên kết disulfua và liên kết giữa các micelle casein và whey protein. Hơn nữa, whey protein biến tính cĩ thể liên kết với các micelle casein thơng qua tương tác k ỵ nước với κ-casein. Tất cả những tương tác cĩ thể cĩ đều tạo ra vai trị của whey protein biến tính đến tính chất của gel thành phẩm. Trong sản phẩm yaourt thương mại, chế độ nhiệt độ - thời gian áp dụng thường trong khoảng 90 ÷ 95oC trong 3 ÷ 5 phút. Các nghiên cứu đã chứng minh được mối quan hệ mật thiết giữa mức độ biến tính của β-lactoglubolin và tính chất vật lý đã lựa chọn của sản phẩm. Với mức độ biến tính của β-lactoglubolin khoảng 60 ÷ 99%, khả năng đơng tụ giảm tuyến tính, trong khi đĩ, độ ổn định gel yaourt thể hiện tối ưu ở khi β-lactoglubolin cịn lại khoảng 10%. Cĩ thể các whey protein biến tính liên kết với casein trong suốt quá trình gia nhiệt và sau đĩ đĩng vai trị như hai cầu nối bằng cách liên kết với phân tử whey protein biến tính khác. Corredig và Dalgleish (1999) đ ã nghiên cứu và đưa ra hai cơ chế tương tác chính : một tương tác trực tiếp của β-lactoglubolin với các micelle casein thơng qua liên kết với κ-casein; và sự tạo thành chất kết tụ tan được từ β-lactoglubolin và α-lactalbumin như là một chất trung gian trước khi tác dụng với casein. 2.2. Điều kiện lên men a. Canh trường Sự lựa chọn canh trường ban đầu sẽ ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lý của yaourt. Đã cĩ nhiều người thực hiện phân lập và tách polysaccharide ngoại bào từ canh trường lên men của nhiều lồi vi khuẩn lactic khác nhau, tuy nhiên chức năng của polysaccharide ngoại bào trong sản phẩm lên men từ sữa thì chưa được xác định rõ ràng. Cĩ vẻ như số lượng polysaccharide ngoại bào khơng mang tính quyết định, nhưng loại polysaccharide, khả năng tích điện, khối lượng của polysaccharide ngoại bào thì rất quan trọng đối với tính chất lưu biến. Tuy nhiên, số lượng polysaccharide ngoại bào cĩ mối tương quan với độ nhớt, vì chúng cĩ khả năng liên kết với sợi casein trong mạng gel tạo thành. Như vậy, polysaccharide ngoại bào sẽ làm tăng độ nhớt, cải thiện độ bền vật lý của sản phẩm lên men. Những phương pháp đo trên gel yaourt c ịn nguyên vẹn khơng thể hiện ảnh hưởng của polysaccharide ngoại bào trong việc bảo quản mạng gel cĩ hàm lượng chất khơ khoảng 12%, trong khi đĩ một số sản phẩm đã được cải tiến độ đặc quánh thì cĩ hàm lượng chất khơ thấp hơn nữa. Điều này được giả thiết do các polysaccharide ngoại bào khơng tích điện đã tan trong huyết thanh tại các nút mạng nên khơng ảnh hưởng đến độ bền của mạng protein, dẫn ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 31 đến sự ảnh hưởng lớn đến độ nhớt của yaourt khuấy. Theo Van Marle (1999) độ nhớt của huyết thanh yaourt sẽ tăng gấp 5 lần khi canh trường lên men cĩ polysaccharide ngoại bào. b. Nhiệt độ và thời gian lên men Điều kiện lên men cĩ thể ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm cuối cùng. Nhiệt độ tối ưu của vi khuẩn lactic ưa nhiệt khoảng 40 ÷ 43oC. Trong cơng nghiệp sữa, cĩ hai phương pháp lên men thường được ứng dụng : phương pháp lên men nhi ệt độ thấp (thời gian dài) và lên men nhiệt độ cao (thời gian ngắn). Bằng việc sử dụng điều kiện nhiệt độ tối ưu đối với từng VSV, thời gian lên men cĩ thể thay đổi từ 2,5 đến 4h. Nếu tiến hành lên men qua đêm, nhiệt độ cĩ thể giảm đến 30 ÷ 32oC nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, khi đĩ thời gian lên men cĩ thể lên đến 10 ÷ 12h để đạt được pH kết thúc như mong muốn. Việc nhiệt độ lên men hạ thấp dẫn đến mức độ acid hĩa chậm hơn, thay đổi động lực của sự hình thành mạng lưới của protein. Nĩi chung, nhiệt độ lên men thấp thì thời gian để đạt đến được pH mong muốn càng dài, nhưng sản phẩm cuối cùng sẽ bền và ổn định hơn. Tuy nhiên, theo Lankes (1998) so sánh yaourt lên men tại 30oC và 42oC thì sản phẩm lên men tại 42oC độ bền gel cao hơn và nhớt hơn. Cịn theo Haque (2001) khi tăng nhiệt độ lên men trong khoảng 37 ÷ 46oC thì độ bền gel của yaourt truyền thống và độ nhớt của yaourt khuấy sẽ tăng. Home (1998) đã giải thích cho những kết quả mâu thuẫn này dựa trên mơ hình micelle casein phức tạp, như một sự cân bằng giữa lực hút kỵ nước và lực đẩy tĩnh điện. 2.3. Xử lí sau lên men  Yaourt truyền thống Yaourt truyền thống được lên men trực tiếp trong bao bì, ngồi quá trình làm l ạnh ra, khơng cần thêm một quá trình tác động nào lên sản phẩm sau khi lên men. Thơng thường, quá trình lên men dừng lại ở pH cao hơn một chút so với pH mong muốn của sản phẩm, như là khoảng thời gian cần thiết để làm lạnh cốc trong buồng thơng hơi. Khi vận chuyển, cần lưu ý tránh sự rung động của sản phẩm vì lúc này gel vẫn cịn yếu và dễ tạo thành các đường nứt cục bộ ở giai đoạn đơng đặc sau đĩ. Thơng thường, làm lạnh nhanh rất quan trọng để làm giảm sự phát triển của vi khuẩn lactic, nĩi cách khác là làm giảm lượng acid thừa. Hơn nữa, tăng sự acid hĩa đến pH thấp hơn 4 sẽ dẫn đến những khiếm khuyết trên cấu trúc và khối gel thành phẩm.  Yaourt khuấy Sau khi lên men trong bồn lên men, khối gel bị phá vỡ bằng phương pháp khuấy tạo thành một chất lỏng phi Newton. Xác định chế độ khuấy là thiết yếu, vì nĩ gây ra thay đổi đáng kể đến tính chất lưu biến của sản phẩm. Độ sệt của yaourt khuấy phụ thuộc vào độ chặt gel trước khi khuấy, gel càng chặt thì độ sệt càng cao. Hơn nữa, gel cĩ độ chặt cao cho phép khuấy mạnh, do đĩ tạo ra sản phẩm cĩ độ mịn và khơng bị lỗng. Độ chặt của gel cao cịn làm giảm nguy cơ kết tụ tạo sản phẩm bị vĩn cục. Khơng cĩ một quy tắc chung về việc bố trí thời gian nhiệt độ trong quá trình khuấy và làm lạnh, và mỗi nhà sản suất cĩ một cách khác nhau. Sau khi khuấy, sản phẩm cần cĩ thời gian để tái cấu trúc. Sau khi đạt một giá trị pH nhất định, sản phẩm cĩ thể được khuấy trộn ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 32 nhẹ để đạt được nhiệt độ phân bố đồng đều trong quá trình làm lạnh. Khi đạt được giá trị nhiệt độ 15 ÷ 22oC, sản phẩm được bơm vào bồn chứa tạm và chuẩn bị cho giai đoạn rĩt sản phẩm. Trong quá trình làm lạnh sau đĩng gĩi sẽ đạt được sự gia tăng độ sệt mong muốn, giữ được cấu trúc đặc trưng của sản phẩm. II. Mayonnaise 1. Quy trình cơng nghệ Rửa Trứng Thanh trùng Tách lịng đỏ Khuấy trộn Đồng hĩa Ổn định sản phẩm Đĩng chai Mayonnaise Hịa tan Gia vị Giấm Dầu Lịng trắng, vỏ ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 33 2. Các đặc điểm của sản phẩm mayonnaise Mayonnaise là một loại thực phẩm dạng kem mịn, màu vàng nhạt, cĩ mùi vị đặc trưng, thường được sử dụng với salad, sandwich và một số thực phẩm khác. Mặc dù cĩ thành phần nguyên liệu đơn giản và được chế biến khơng qua quá nhiều quá trình, nhưng để cĩ một cơng thức phối trộn và quy trình tốt, cần phải cĩ sự hiểu biết về vai trị của mỗi thành phần và từng quá trình để tạo nên cấu trúc sản phẩm mong muốn. Mayonnaise là một thực phẩm bán rắn trong đĩ dầu thực vật chiếm ít nhất 65% ; 2,5% acid acetic hay acid citric (dưới dạng giấm hay nước cốt chanh) về khối lượng, cĩ pH khoảng 3,6÷4,0. Các sản phẩm mayonnaise thương mại thường chứa khoảng 77÷82% dầu thực vật, ngồi ra trong thành phần cịn cĩ muối, đường saccharose, gia vị, chất tạo mùi, chất điều vị, chất bảo quản… Mayonnaise là một hệ nhũ tương dầu trong nước, trong đĩ dầu thực vật (thành phần chiếm tỷ lệ lớn) phân tán trong nước (thành phần chiếm tỷ lệ ít hơn). Vì cấu trúc khơng bình thường này nên hệ nhũ tương trong mayonnaise dễ bị phá vỡ. Do đĩ mayonnaise nhất thiết cần sử dụng lịng đỏ trứng đĩng vai trị là chất nhũ hĩa khi chế biến. Các tính chất như khả năng phết, mouthfeel, độ bền nhũ… bị tác động bởi sự phân tán của các hạt dầu trong pha nước. Lượng dầu trong hệ nhũ tương càng nhiều, sản phẩm càng trở nên đặc hơn. Với lượng dầu khoảng 65%, mayonnaise khá lỗng, trong khi đĩ với khoảng 80÷84% dầu, sản phẩm rất đặc và sệt. Sự thay đổi về cấu trúc và mouthfeel của mayonnaise được quyết định bởi sự phân tán của các hạt dầu trong pha nước và sự tương tác giữa các hạt cầu béo. Hệ nhũ tương sẽ trở nên quá tải và kém ổn định khi lượng dầu vượt quá 84%. Các hạt cầu xếp rất sát nhau với khoảng hở rất nhỏ. Một mạng lưới yếu được hình thành do sự kết tụ của các hạt cầu béo, sự tương tác giữa các hạt cầu béo phụ thuộc vào liên kết Van Der Waals. Nếu lực hút quá lớn, các hạt cầu sẽ hợp nhất lại tạo thành hạt cĩ kích thước lớn hơn. Độ nhớt của hệ nhũ tương phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích và tính chất của pha liên tục. Độ nhớt của pha dầu phân tán cĩ thể khơng quan trọng nếu các hạt cầu bền vững. Tuy nhiên, nếu các hạt cầu bị biến dạng do sự xếp khít (khi lượng dầu cao), độ nhớt của các hạt cầu đĩng một vai trị quan trọng đến độ nhớt chung của hệ nhũ tương. Tính chất lưu biến của mayonnaise được xếp vào tính nhớt đàn-vicoelastic. Trong mayonnaise, các hạt cầu béo xếp rất sát nhau. Lượng dầu cao tạo ra kết cấu dạng tổ ong cho các hạt cầu béo này. Một khía cạnh quan trọng của các các hạt dầu là kích thước và độ phân bố kích thước đồng nhất. Nhiều hạt cĩ dạng cầu, nhưng chúng khác nhau đáng kể về kích thước hạt với những hạt nhỏ hơn xếp ở khoảng giữa các hạt lớn hơn. Sự sắp xếp khít nhau gây ra sự biến dạng của các hạt cầu béo thành dạng lục giác, gĩp phần tạo ra vẻ bề ngồi dạng tổ ong. Các hạt cầu béo bị biến dạng thường gặp ở những sản phẩm cĩ hàm lượng béo trên 80%. Lượng hạt cầu biến dạng cao cĩ thể tác động đến sự ổn định và cấu trúc của hệ nhũ tương. Pha nước bao quanh các hạt cầu béo là pha liên tục. Các thành phần khác trong cơng thức phối trộn sản phẩm (gia vị, đường, muối…) nhằm làm tăng hương vị được tìm thấy ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 34 trong pha này. Các protein trong lịng đỏ trứng hấp phụ lên bề mặt phân chia pha và liên kết với nhau, tạo thành một mạng gel protein, làm tăng độ nhớt và độ ổn định của hệ nhũ tương. Bề mặt các hạt cầu béo được bảo vệ bởi lecithin trong lịng đỏ trứng (chất nhũ hĩa) và một lớp protein trứng. Màng bao này cĩ ảnh hưởng khá lớn đến độ bền vững của các hạt cầu béo. Khi lớp màng này mỏng hoặc yếu đi và cĩ lực cơ học tác động vào, các hạt cầu béo cĩ thể dễ dàng kết hợp lại với nhau. Thành phần sử dụng để sản xuất hệ nhũ tương mayonnaise là rất quan trọng. Tỷ lệ giữa trứng và dầu cần phải được cân bằng hợp lý để đạt được độ nhớt và cấu trúc mong muốn. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngồi sản phẩm 3.1. Nguyên liệu a. Dầu Dầu là thành phần đĩng gĩp phần lớn vào giá thành sản xuất, dựa vào thành phần tỷ lệ. Các nhà quản lý phải cân bằng việc sử dụng cho tính ổn định và chất lượng sản phẩm với giá thành sản xuất. Giảm lượng dầu sẽ làm giảm chi phi sản xuất, nhưng sẽ làm giảm tỷ lệ dầu trong sản phầm, cũng như làm giảm lượng hạt cầu béo và làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Việc làm giảm lượng hạt cầu béo cĩ thể làm giảm sẽ làm giảm dự tương tác, và hệ nhũ tương sẽ trở nên kém ổn định hơn. Chất lượng của dầu được sử dụng rất quan trọng đến hương vị của sản phẩm và sự ổn định của hệ nhũ tương. Dầu bơng, dầu nành, dầu hướng dương, dầu bắp, dầu oliu… đều được sử dụng để sản xuất mayonnaise. Dầu nành khơng qua hidro hĩa đư ợc sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ. Các loại dầu cĩ độ bão hịa cao hiếm khi được sử dụng do khi kết tinh ở nhiệt độ thấp cĩ thể phá vỡ cấu trúc của sản phẩm. Các loại dầu chưa bão hịa rất dễ bị oxi hĩa, gây ảnh hưởng đến hương vị và chất lượng của mayonnaise. Dầu nành thường cĩ sẵn các thành phần chống oxi hĩa tự nhiên (như tocopherol) giúp hạn chế sự oxi hĩa dầu. Dầu dùng để sản xuất mayonnaise khơng được phép cĩ mùi lạ do bị oxi hĩa. b. Trứng Trứng là thành phần cĩ giá cao nhất trong các nguyên liệu sản xuất mayonnaise và cĩ tác động rõ ràng đến đặc tính và chất lượng sản phẩm. Hàm lượng chất khơ trong trứng thấp cĩ thể cĩ thể gây sự mất ổn định của hệ nhũ t ương. Lượng và loại chất khơ trứng cĩ tác động lớn đến độ nhớt và độ bền của hệ nhũ tương. Việc quyết định tỷ lệ trứng trong cơng thức phối trộn dựa rất lớn vào thực nghiệm. Lịng đỏ trứng rất giàu lecithin, protein, lipoprotein… nên cĩ th ể đĩng vai trị là chất nhũ hĩa trong sản xuất mayonnaise. Th ành phần đĩng vai trị là chất nhũ hĩa trong lịng đỏ trứng chiếm khoảng 10% khối lượng của lịng đỏ. Trứng được sử dụng trong sản xuất mayonnaise cĩ thể là trứng tươi, hay bột trứng, cĩ thể sử dụng lịng đỏ hoặc tồn bộ trứng. Tuy nhiên, lịng đỏ đã qua chế biến cĩ thể làm phá vỡ kết cấu và làm giảm khả năng nhũ hĩa của trứng. Trứng đơng lạnh cĩ thể sẽ biến tính khơng thuận nghịch ở nhiệt độ lạnh đơng và khi đĩ khơng thể sử dụng trong sản xuất mayonnaise. Các quá trình cơ học (đồng hĩa) hoặc bổ sung enzyme (proteases hay ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 35 phospholipases) cĩ thể ngăn cản sự tạo gel của lịng đỏ trứng. Thêm 10% muối, 10% đường hoặc lịng trắng trứng cĩ thể giải quyết vấn đề bằng cách chỉ cho tạo gel một phần v à đây là phương pháp được chấp nhận rộng rãi. Kéo dài thời gian tàng trữ của lịng đỏ trứng đã cĩ bổ sung đường hay muối cĩ thể làm thay đổi về chất lượng và tính năng của lịng đỏ. Trứng rã đơng sẽ đặc nhưng cĩ thể phân tán được, sản phẩm mayonnaise sẽ đặc và mịn. Bột trứng cĩ khả năng hịa tan dễ dàng trong pha nước của hệ nhũ tương nên tạo ra sản phẩm sẽ đặc hơn so với trứng đơng lạnh cĩ cùng hàm lượng chất khơ. Việc thanh trùng trứng khơng cĩ tác động nhiều đến tính chất nhũ hĩa của trứng. Việc thanh trùng trứng trong sản xuất mayonnaise l à cần thiết để loại trừ khả năng sản phẩm bị nhiễm Salmonella. Việc thanh trùng lịng đỏ trứng cĩ bổ sung muối hay khơng l àm ảnh hưởng đến tính chất nhũ hĩa của lịng đỏ trứng. Lịng đỏ trứng cĩ thể chịu được nhiệt độ dưới 65oC, nhưng ở nhiệt độ cao hơn cĩ thể bắt đầu xảy ra biến tính. Ngồi việc ảnh hưởng đến độ nhớt và ổn định hệ nhũ tương, lịng đỏ trứng cịn gĩp phần tạo màu cho mayonnaise. Màu vàng nh ạt của sản phẩm chủ yếu do màu của lịng đỏ trứng. Đối với mayonnaise khơng cho th êm chất tạo màu nào khác. Màu sắc của lịng đỏ trứng chủ yếu phụ thuộc vào chế độ ăn của gà. Dầu thực vật khơng đĩng gĩp vào màu vàng của sản phẩm, nhưng cĩ thể tạo ra màu lục nhạt. c. Acid Giấm khơng qua chưng cất là nguồn acid chính được sử dụng trong sản xuất mayonnaise vì giá thành thấp, ngồi ra cịn cĩ thể sử dung acid citric hay acid malic. M ùi hương của giấm, cuối cùng là mùi hương của mayonnaise, thay đổi theo l ượng ethyl acetate và các thành phần tạo hương khác. Nước cốt chanh cĩ thể được sử dụng làm nguồn acid , với thành phần acid là acid citric và thường được sử dụng trong các sản phẩm cao cấp. Nếu d ư ra quá nhiều, các thành phần tạo hương này cĩ thể tạo ra mùi nấu cho sản phẩm. Màu sẫm của giấm cĩ thể truyền sang cho sản phẩm l àm sản phẩm cĩ màu đậm hơn. Than hoạt tính cĩ thể làm giảm màu của giấm nhưng cũng cĩ thể làm mất đi một số cấu tử hương. Việc thêm acid vào làm giảm pH của hệ nhũ tương và ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm. Khi pH gần đến điểm đẳng điện của protein trứng, phân tử trung h ịa về điện, tổng điện tích âm và điện tích dương bằng nhau, protein trên màng hạt cầu béo đơng tụ và liên kết với nhau. Sự đơng tụ này làm tăng tính nhớt đàn và sự ổn định của mayonnaise. d. Mù tạt Hai loại mù tạt thường được sử dụng trong sản xuất mayonnaise l à dạng bột trắng và bột nâu để gĩp phần tạo hương vị và hỗ trợ cho sự nhũ hĩa. Bột mù tạt cĩ một số tính chất nhũ hĩa, phụ thuộc vào loại mù tạt sử dụng, sự cân bằng các thành phần trong cơng thức phối trộn và quy trình chế biến. Việc sử dụng mù tạt rất hiệu quả khi được kết hợp với lịng đỏ trứng. Bột mù tạt cĩ thể tạo ra cảm giác cĩ hạt cho sản phẩm mayonnaise. Sự tác động đến mùi vị sản phẩm của mù tạt thay đổi phụ thuộc vào việc lựa chọn nguyên liệu. Mù tạt trắng khơng cĩ mùi và cĩ vị cay, cịn mù tạt nâu cĩ mùi nồng. Thơng thường, người ta kết hợp hai loại mù tạt này với nhau để tạo ra được mù tạt cĩ mùi vị theo ý muốn. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 36 e. Muối, đường, gia vị Những thành phần như ớt bột, muối, đường gĩp phần làm cân bằng hương vị của sản phẩm, ngồi ra cịn cải thiện một số tính chất vật lý khác của mayonnaise v à ức chế vi sinh vật. Một hệ nhũ tương đặc tạo ra cảm giác về mùi vị nhẹ nhàng, ngược lại, một hệ nhũ yếu làm nổi bật vị ngọt, vị chát và vị muối khiến sản phẩm cĩ hương vị mất cân bằng. Độ nhớt sẽ tăng khi tăng nồng độ muối l ên đến 15% trong lịng đỏ trứng. Muối cải thiện đặc tính của mayonnaise theo ba h ướng : (1) những chất hoạt động bề mặt trong l ịng đỏ trứng trở nên linh động do muối giúp phân tán các các phần tử trong trứng, (2) muối làm trung hịa điện tích của protein giúp các protein n ày tăng khả năng hấp phụ lên bề mặt các hạt cầu béo và làm bền lớp màng bao này; (3) các hạt cầu béo cạnh nhau tương tác mạnh hơn với nhau do sự trung hịa về điện trên bề mặt. Những yếu tố trên giúp ổn định hệ nhũ tương, ngay cả khi pH của mayonnaise khơng tr ùng với pH đẳng điện của protein trứng. Tuy nhi ên, quá nhiều muối cĩ thể tác động bất lợi đến sự ổn định của hệ nhũ t ương do các protein trứng đơng tụ ngay trong pha nước thay vì hấp phụ lên màng bao các hạt cầu béo. Đường saccharose khơng cĩ chức năng như muối, mà thực tế cĩ thể làm yếu đi sự tương tác giữa các hạt dầu do các gốc cĩ phản ứng chắn (shielding reactive groups), n ên cĩ thể làm giảm độ nhớt của sản phẩm. 3.2. Quy trình a. Khuấy trộn Đầu tiên muối, đường, gia vị, chất tạo ngọt, chất bảo quản… sẽ đ ược trộn với nước thành dung dịch (lượng nước sử dụng trong giai đoạn n ày chiếm khoảng 1/3 lượng nước trong pha nước của sản phẩm). Sau đĩ trứng sẽ đ ược cho vào với tốc độ khuấy trộn khá chậm. Nhiệt độ của quá tr ình trộn nên giới hạn ở khoảng 10 ÷ 16oC vì khi đưa sang thiết bị nghiền keo nhiệt độ cĩ thể tăng th êm khoảng 6oC trong quá trình nghiền. Việc thêm trứng vào pha nước là quan trọng để cho tính chất ưa nước yếu của lịng đỏ trứng cĩ thể được thực hiện khi cho dầu vào. Việc này sẽ giúp tránh được hiện tượng đảo nhũ trong hệ nhũ tương. Việc thêm giấm vào sau tạo cho sản phẩm cĩ độ nhớt cao h ơn là khi cho giấm vào tồn bộ khi vừa bắt đầu quá tr ình. Khi dầu và giấm được cho vào đồng thời, sẽ tạo thành một hệ nhũ tương nước trong dầu với độ nhớt gần giống với độ nhớt của dầu nguy ên liệu nên sẽ khơng tạo được độ nhớt mong muốn cho sản phẩm. Trong khi đĩ, nếu cho giấm v ào sau, các hạt dầu nhỏ được hình thành, tạo ra một hệ nhũ tương ổn định như mong muốn. Ban đầu dầu được cho vào máy trộn từ từ thành một dịng nhỏ. Bán thành phẩm lúc này sẽ lỗng và các hạt dầu lúc này khá lớn. Tốc độ cho dầu vào sẽ được tăng dần lên khi bán thành phẩm bắt đầu đặc lại. Điều này giúp hạn chế việc mayonnaise trở nên quá đặc để bơm qua máy nghiền keo. Khi lượng dầu trong hệ nhũ tương tăng lên, các hạt dầu phân tán trở nên nhỏ hơn và bán thành phẩm trở nên đặc hơn. Việc cho thêm giấm vào bất cứ bước nào của việc nhũ hĩa gây ra sự kết hợp của một số hạt dầu và bán thành phẩm trở nên lỗng trong một khoảng tức thời . Giấm được cho vào giữa lúc cho dầu, thường là vào giai đoạn gần cuối. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 37 b. Đồng hĩa Khi hỗn hợp đã được phối trộn kỹ, bán thành phẩm được đưa sang thiết bị nghiền keo để thực hiện quá trình đồng hĩa. Hỗn hợp khơng nên để quá lâu trong máy nghiền v ì cĩ thể sẽ đặc quánh lại, ảnh hưởng khơng tốt đến quá tr ình đồng hĩa và cấu trúc sản phẩm cuối cùng. Máy nghiền keo được đặt ở chế độ khoảng 3600 vịng/phút. Kích thước độ mở của máy nghiền tác động đến kích thước của hạt cầu béo. Độ mở phù hợp để đạt được sản phẩm mong muốn cĩ được bằng các cuộc thử nghiệm. Chế độ nghiền thích hợp nhất l à độ mở nhỏ nhất mà khơng làm phá vỡ hệ nhũ tương. Giảm kích thước các hạt cầu béo sẽ làm tăng tổng diện tích bề mặt của các hạt cầu. Cơng thức của sản phẩm v à khả năng nhũ hĩa của lịng đỏ trứng là những yếu tố quyết định đến chế độ nghiền. Độ mở của của th ường được sử dụng là 25 ÷ 40mm. Máy nghiền keo cĩ thể cĩ thêm vỏ áo nhiệt để làm giảm nhiệt độ của sản phầm xuống khoảng 24oC. c. Rĩt bao bì Hệ nhũ tương sau khi nghiền vẫn cịn khả năng chảy nhưng phải được bơm vào bao bì thích hợp nhanh chĩng. Hệ nhũ tương sẽ chuyển sang dạng khối đặc bán rắn sau một khoảng thời gian nhất định. Thời gian cần thiết để l àm đặc phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên quan đến cơng thức, thiết bị và cách tiến hành. Nếu khối đặc này bị phá, sẽ trở nên mềm hơn dù cĩ khả năng đặc lại.. Bao bì thường được sử dụng là thủy tinh hay nhựa polyethylene. Việc chọn lựa bao b ì phù hợp được cân nhắc giữa các yếu tố : sự tiện lợi cho người tiêu dùng, giá thành nguyên liệu và giá phân phối, thời hạn sử dụng của sản ph ẩm. Bao bì thủy tinh cĩ khả năng ngăn cản oxy khơng khí tốt hơn các loại bao bì nhựa, do đĩ làm giảm nguy cơ bị oxi hĩa cho sản phẩm. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 38 KẾT LUẬN Sản phẩm thực phẩm rất đa dạng, phong phú và đang được phát triển mỗi ngày. Việc hiểu biết về tính chất cơng nghệ giúp cho hiệu quả của quá trình sản xuất gia tăng. Trong cơng nghiệp thực phẩm hiện nay, sản phẩm dạng bán rắn vẫn cịn nhiều hướng phát triển đang được nghiên cứu sâu hơn. Các yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến thực phẩm bán rắn trình bày ở phần trên là một phần đã được ứng dụng ở quy mơ cơng nghiệp. Các tính chất đặc trưng của một sản phẩm như cấu trúc, vẻ bề ngồi cĩ thể ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Tùy theo mục đích, yêu cầu sản xuất, điều kiện tiến hành… mà nhà cơng nghệ sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp nhất đối với từng sản phẩm. Việc thay đổi các yếu tố cơng nghệ cũng chính là phương pháp hiệu quả để phát triển, đa dạng hĩa sản phẩm thực phẩm trong sản xuất. ĐAMH Cơng Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hồng Trâm Trang 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh, “ Kỹ thuật ép dầu và chế biến dầu mỡ thực phẩm”, NXB KHKT TPHCM, 1993. [2]. Chu Phạm Ngọc Sơn, “ Dầu mỡ trong sản xuất và đời sống”, NXB THHCM, 1993. [3]. Lê Văn Việt Mẫn, “Cơng nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa v à thức uống – Tập 1: Cơng nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa ”, NXB ĐHQG TP.HCM, 2004. [4]. Lê Bạch Tuyết và các cộng sự, “Các quá trình cơng nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm”, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996. [5]. Nguyễn Hồng Dũng, “Đánh giá cảm quan thực phẩm: Nguyên tắc và thực hành”, NXB Khoa học và Kỹ thuật [6]. Amihud Kramer, Alina S. Szczesniak, “ Texture measurements of food”, Springer, 1973. [7]. Brian M. McKenna, “Texture in food – Volume 1 : Semi-solid foods”, Woodhead Publishing, 2003. [8]. Richar D. O Brien, “Fats and Oils” (Formulating and processing for Applications), Technomic publishing CO, INC. [9]. ISO. 11036:1994. (1994). “Sensory Analysis – Methodology – Texture profile, International Organization for Standardization”, Geneva, Switzerland. [10]. J. Scott Smith and Y. H. Hui, “Food Processing Principles and Applications” , Blackwell Publishing, 2004. [11]. KeShun Liu, “Soybeans: Chemistry, Technology, and Utilization ”, Springer Science & Business Media Publishing, 1997. [12]. Serpil Sahin and Servet Gülüm Sumnu, “ Physical properties of foods”, Springer Science & Business Media Publishing, 2006. [13]. [14]. [15].