Nghiên cứu về công nghệ sản xuất thực phẩm dạng bán rắn

ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 1 NHẬN XÉT CỦA GVHD ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 2 LỜI MỞ ĐẦU Công 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 ngoài của thực phẩm là một trong những thuộc tính quan trọng được người tiêu dùng sử dụng để đánh giá chất lượng thực phẩm, có 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 công nghệ ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn” bàn luận về các yếu tố công 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 ngoài của sản phẩm dạng bán rắn. Chất lượng sản phẩm nói chung cũng như cấu trúc và vẻ bề ngoài nói riêng chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố công 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 soát các thông số công nghệ cụ thể, từ đó tạo ra được những sản phẩm có chất lượng như mong muốn, đáp ứng nhu cầu thị trường, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Bài báo cáo này đã được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Thanh Khương cùng các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, không chỉ trong lúc tìm kiếm tài liệu mà cả những khó khăn trong lúc dịch bài. Ngoài 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 không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong thầy cô hướng dẫn, sửa chữa để đồ án của em được hoàn thiện hơn. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng 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 có độ đặc ................................ ................................ ..11 3. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng có t ạo gel ................................ ................12 III. Đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngoài quan trọng của sản phẩm TP dạng bán rắn............. 14 1. Các đặc tính cấu trúc ................................ ................................ .............................15 2. Các yếu tố vẻ bề ngoài ................................ ................................ ..........................15 B. Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh h ưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ ................................ ...................16 I. Nguyên liệu................................ ................................ ................................ ..................16 1. Chất béo ................................ ................................ ................................ ................16 2. Protein ................................ ................................ ................................ ...................17 3. Chất nhũ hóa ................................ ................................ ................................ .........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 hóa ................................ ................................ ................................ ...............24 4. Đông tụ casein ................................ ................................ ................................ ......24 C. Các yếu tố ảnh hưởng đén cấu trúc và vẻ bề ngoài của một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn................................ ................................ ................................ ................................ ......25 I. Yaourt ................................ ................................ ................................ ..........................25 1. Quy trình công 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 công 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 Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng 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 đông................................ ................................ ................................ ....................13 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 5 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Công 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 hóa thông dụng trong công 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 Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng 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 có khả năng giữ được kích thước, hình dạng xác định và chịu được lực có khuynh hướng làm biến dạng đến một giới hạn xác định. Ngược lại, dạng lỏng là những dạng vật chất không có 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 có thể coi là hai đầu mút của miền này. Bên cạnh đó có những lúc chúng ta không thể xác định rõ ràng được một sản phẩm thuộc dạng rắn hay dạng lỏng, người tiêu dùng có thể sử dụng những thực phẩm này mà không cần nhai nhiều và gọi đó là dạng bán rắn (semi-solid hay semi-liquid) [6]. Theo Texture measurement of food (Amihud Kramer, Alina S. Szczesniak – 1973) , có nhiều thực phẩm không hoàn toàn là dạng lỏng cũng không hoàn toàn 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 có thể xem là dạng rắn mềm, tức là chúng không chảy thành dòng 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 không rõ ràng, tùy thuộc vào cảm quan của người sử dụng. Cuối cùng, có 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 có thể nhận thấy được, ví dụ như soup, puree, sauces… Sherman (1971) chỉ ra rằng chúng có 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 dòng chảy của vật chất”. Dù sao, những kết cấu phức tạp cũng làm tăng khó 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. Nó 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 có ảnh hưởng lớn đến sự đánh giá cấu trúc sản phẩm, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng 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 không hòa tan nhưng được trộn lẫn với nhau. Khi đó, một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (được gọi là pha không liên tục, pha phân tán hoặc pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (được gọi là pha liên tục, pha không phân tán hoặc pha ngoại). Chất lượng chung của nhũ tương thực phẩm quyết định bởi sự kết hợp giữa tính chất hóa lý và thuộc tính cảm quan như cấu trúc, vẻ bề ngoài, mùi vị, thời hạn sử dụng. Tính lưu biến của hệ nhũ tương trong thực phẩm rất đa dạng, đó 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 hóa, chất tạo đặc, khoáng, chất mùi, chất màu…) và điều kiện xử lý (như phối trộn, đồng hóa, 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 toàn bộ khối bơ mà ta không thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường. Bơ có mùi vị đặc trưng chất béo sữa, màu vàng đồng nhất trong toàn 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, không được sần sùi; độ đặc đồng đều và dẻo, không được có 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 phòng. Hình 1 : Bơ ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 8 b. Margarine Margarine là sản phẩm chiếm một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến dầu mỡ. Sự ra đời của nó trước đó 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 công nghệ sản xuất margarine ngày càng phát triển mạnh mẽ ở tất cả các nước. Hơn nữa margarine còn được ưa chuộng bởi vì nó có 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 có chất lượng cảm quan tương đối giống bơ. Sản phẩm có vị đặc trưng, màu vàng đồng nhất trong toàn 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, không sần sùi, độ đặc đồng đều, có độ dẻo nhất định. Hình 2 : Margarine ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 9 Bảng 1: Công 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, có thể bổ sung hoặc không bổ sung thêm dầu vào. Bơ đậu phộng được sử dụng phổ biến trên thế giới, hương vị thơm và màu sắc đặc trưng, có độ mịn và mức độ trải phết cao, có 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 hóa sẽ tạo nhũ tương bền, các hạt nước nhỏ mịn phân tán tốt trong dầu và không 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 Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 10 Hình 3 : Bơ đậu phộng d. Mayonnaise Mayonnaise được dùng như một loại gia vị cho một số món ăn như: sandwiches, salad, hoặc một số loại thức ăn khác chế biến từ thịt, cá, tôm, cua,… ở các nước Âu Mỹ. Sản phẩm này đã trở thành món ăn phổ biến và được phát triển mạnh dưới hình thức một ngành công nghiệp chế biến dầu mỡ. Ở nước ta từ trước đến nay cũng có sử dụng mayonnaise (nhưng không nhiều) dưới hình thức tự điều chế trong gia đình hoặc trong khách sạn. Mayonnaise là sản phẩm nhũ tương dầu trong nước. Trong đó, dầu thực vật là pha phân tán, dung dịch dấm là pha liên tục và lecithin (trong lòng đỏ trứng) là chất nhũ hóa. Ngoài ra có 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 có chỉ số acid thấp để thuận tiện cho việc hydro hóa hoặc dầu đã được hydro hóa một phần để có độ rắn nhưng dẻo thích