CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Định nghĩa Các chất bổ sung vào sữa là các chất được nhà sản xuất chủ ý cho vào sữa giúpsản phẩm trở nên hoàn thiện hoặc để đáp ứng một hay nhiều yêu cầu đặc biệt nào đócủa người sử dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬNMÔN : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

ĐỀ TÀI:

GVHD: TS NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH SVTH : Nguyễn Thành Linh

Nguyễn Sinh Nhật Trần Nguyễn Minh Thư Nguyễn Quang Trung

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009

0

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một loại thực phẩm rất được ưa chuộng bởi lẻ ngoài giá trị cảm quan sữacòn có giá trị dinh dưỡng rất cao Dẫu biết rằng sữa có giá trị dinh dưỡng cao như thếnhưng con người lúc nào cũng vậy luôn muốn tìm đến sự hoàn hảo chính vì vậy họ đòihỏi sữa phải đáp ứng đầy đủ dinh dưỡng và cung cấp đầy đủ tất cả các chất cần thiết

Để đáp ứng được nhu cầu này nhiều dòng sản phẩm sữa chứa chất bổ sung lần lượt rađời, chẳng hạn sữa bổ sung DHA, ARA, choline, taurine… và thật thiếu sót khi khôngnhất đến prebiotics Một chất có tác dụng tuyệt vời cho đường tiêu hóa và công dụngcủa nó đến nay vẫn chưa được tìm hiểu hết

Chính vì vậy trong bài tiểu luận này chúng en sẽ tìm hiểu về prebiotics bổ sungvào sữa Với kiến thức hạn hẹp của mình chúng em không thể tránh khỏi thiếu sót, rấtmong được sự đóng góp của Cô và các bạn

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU CHUNG 3

1 Định nghĩa 3

2 Giới thiệu một số sản phẩm sữa có tăng cường thêm chất bổ sung 3

II CÁC CHẤT BỔ SUNG VÀO SỮA 4

1 Giới thiệu chung về các chất bổ sung vào sữa 4

2 Giới thiệu về Prebiotics và Inulin 7

III TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VÀ SẢN XUẤT SỮA TĂNG CƯỜNG CÁC CHẤT BỔ SUNG 24

1 Tình hình sử dụng 24

2 Tình hình sản xuất 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

2

I GIỚI THIỆU CHUNG

1 Định nghĩa

Các chất bổ sung vào sữa là các chất được nhà sản xuất chủ ý cho vào sữa giúpsản phẩm trở nên hoàn thiện hoặc để đáp ứng một hay nhiều yêu cầu đặc biệt nào đócủa người sử dụng

1 Giới thiệu một số sản phẩm sữa có tăng cường thêm chất bổ sung

1.1. Sữa giúp trẻ thông minh hơn, phát triển trí não tối ưu

Thành phần sữa có bổ sung thêm Docosahexaenoic acid (DHA), omega 3, omega 6,Choline, Taurine

Các sản phẩm: NutiIQ, Dielac alpha

1.2. Sữa giúp trẻ phát triển chiều cao

Thành phần trong sữa có bổ sung thêm Ca, P, Mg, Zn, vitamin D

Các sản phẩm: Nuvita, sữa tăng chiều cao ( nhãn hàng Golden Food), Grow Advance

1.3. Sữa giúp ngừa loãng xương

Thành phần trong sữa có bổ sung thêm lượng lớn Ca, vitamin D3, P

Các sản phẩm: Anlene, Dielac Canxi

1.4. Sữa cho người gầy

Thành phần sữa bổ sung thêm nhiều chất béo

Các sản phẩm: Sunny Gain, Top Mass, TONO, GOLD weighton

1.5. Sữa dinh dưỡng đặc biệt cho người muốn giảm cân

Thành phần sữa có bổ sung thêm Conjugated Linoleic Acid (CLA), IsomaltuloseSản phẩm: SlimMax ( của Nuti)

1.6. Sữa dinh dưỡng đặc biệt cho người bị tiểu đường

Đặc điểm đặc biệt: Chỉ số đường huyết GI (Glymecic Index) thấp, bổ sung hệ chất xơ

hòa tan FOS và Guar Gum; cân đối giữa các đường Isomaltutose, Maltitol và

Fructose

Sản phẩm: DiabetCare (của Nuti), Dielac Diecerna

1.7 Sữa cho trẻ biếng ăn và suy dinh dưỡng

Thành phần đặc biệt: Medium Chain Triglycerides (MTC) Lysine, FOS, Axit linoleic,

Axit α-linolenic,linolenic, giàu năng lượng và đạm có giá trị sinh học cao

Sản phẩm: PediaPlus (của Nuti), Pedia (của Vinamilk)

1.8. Sữa cho bà mẹ mang thai và cho con bú

Các thành phần bổ sung: DHA, acid Folic, Iod, Fe, FOS

Sản phẩm: NutiIQ Mum, Dielac Mama, Choline

1.9. Sữa giúp nhanh chóng phục hồi sức khỏe

Thành phần đặc biệt: giàu đạm, giàu béo, không chứa cholesterol

Sản phẩm: Dielac Sure

II CÁC CHẤT BỔ SUNG VÀO SỮA

1 Giới thiệu các chất bổ sung vào sữa:

1.1 Conjugated Linoleic Acid (CLA)

Hình: Công thức cấu tạo của CLA

Là một axit đã được chứng minh về tác dụng gia tăng quá trình chuyển hóa mỡ tại các

tế bào, giúp giảm tỷ lệ mỡ thừa trong cơ thể.

4

1.2 Isomaltulose

Hình: Công thức cấu tạo của Isomaltulose

Là một loại đường chuyển hóa chậm giúp duy trì cảm giác no lâu nhằm hạn chế sự

thèm ăn

1.3 Fructo-oligosaccharides (FOS)

Là một prebiotic giúp bảo vệ hệ tiêu hóa và hấp thu tối đa các chất dinh dưỡng

1.4 Medium chain Triglycerides (MTC)

Là chất béo giúp tăng cường sự hấp thu và hỗ trợ tăng trưởng cho trẻ

1.5 Lysine

Hình: Công thức cấu tạo của Lysine

Là một axit amin thiết yếu giúp trẻ ăn ngon miệng, đồng thời hỗ trợ tăng trưởng vàphát triển nhanh

1.6 Axit linoleic, Axit α-linolenic

Hình: Công thức cấu tạo của Lioleic acid

Là tiền chất thiết yếu của các axit béo không no để cấu tạo nên các eicosanoids cóchức năng hỗ trợ hệ miễn dịch, giúp cơ thể trẻ khỏe mạnh hơn

1.7 Fe

Giúp tạo hồng cầu, phòng ngừa bệnh thiếu máu

1.8 Docosahexaenoic acid (DHA)

Hình: Công thức cấu tạo của DHA

DHA là một acid béo không no, rất quan trọng nhưng cơ thể không tự tổng hợp được

mà phải đưa vào từ nguồn thực phẩm DHA rất cần thiết cho sự phát triển hoàn hảocủa trí não, hệ thống thần kinh và hoàn thiện chức năng nhìn của mắt

1.9 Taurine

Hình: Công thức cấu tạo của Taurine

Taurine, một trong những acid amin ít được biết đến, được bổ sung vào các bữa ăn

cho trẻ sơ sinh giúp não và mắt phát triển bình thường

6

Về cơ bản, Taurine giúp quá trình chuyển các ion Na+, K+, và có thể thêm Ca2+, Mg2+

vào và ra khỏi tế bào và để ổn định điện tích màng tế bào

1.10 Choline

Hình: Công thức cấu tạo của Choline

Choline là một dưỡng chất thiết yếu trong sinh tổng hợp acetylcholine – một chất dẫntruyền thần kinh quan trọng, và là thành phần chính yếu trong màng tế bào của chúng

ta, ví dụ như phosphatidylcholine (lecithin) và sphingomyelin

Choline rất cần thiết cho chuyển hóa mỡ Không có choline, mỡ bị bắt giữ và tích tụnhiều ở gan Mặc dù choline có thể được tổng hợp trong cơ thể từ amino acidmethionine hay serine nhưng việc cung cấp qua chế phẩm dinh dưỡng là hết sức cầnthiết

2 Giới thiệu về Prebiotics và Inulin

2.1 Giới thiệu về Prebiotics:

Bảng 1: Phân loại prebiotics theo nguồn gốc tự nhiên và tổng hợp nhân tạo.

I Disacchrides

II Oligosaccharides

1 Fructo-linolenic,oligosaccharides (FOS) Họ đậu, rau quả, chất chiết xuất / thủy

phân ngũ cốc

2 Đậu tương oligosaccharides Khai thác / thủy phân đậu nành

3 Xylo-linolenic,oligosaccharides Các nhà máy sản xuất

Hình: Công thức cấu tạo inulin

 Inulin bao gồm các tiểu phần fructose và một đầu glucose

 Công thức phân tử của inulin là C6n H10n+2 O5n+1 gồm:

 Gốc glucosyl

 Gốc fructosyl và “n” có giá trị từ 2 – 70 là số phân tử fructose liên kết vớiglucosyl (De Leenheer và Hoebregs, 1994)

 Chuỗi fructan ngắn nhất của inulin là 1-linolenic,kestose

 Mức độ polymer hóa của mạch được đặc trưng bằng chỉ số DP (degrees ofpolymerization) là số lượng các tiểu phần trong phân tử của fructan :

DP = 1 + n

 Các phân tử inulin có DP < 10 fructose thông thường được coi như các fructo-linolenic,oligosaccharide điển hình

 Inulins với một đầu là glucose được gọi là

alpha-D-glucopyranosyl-[beta-D-fructofuranosyl] (n-1)-D-fructofuranosides, viết tắt là GpyFn

 Inulins không có glucose được gọi là beta-D-fructopyranosyl-[D-fructofuranosyl]

(n-1)-D-fructofuranosides, viết tắt là FpyFn.

2.2.2 Các nguồn thu nhận inulin

Bảng: Các nguồn thu nhận inulin chủ yếu

Nguồn thu

nhận

Bộ phận thu nhận

Hàm lượng chất khô(%

khối lượng)

inulin(% khối

Tạp chất

160 -linolenic,180 o C 80-linolenic,100 o C Bã

Rễ cây Chicory

Làm lạnh nhanh

Hình: Sơ đồ quy trình sản xuất inulin từ rễ cây Chicory

2.2.3.2 Giải thích quy trình

a Nguyên liệu

Chicory có tên khoa học là Cichorium intybus thuộc họ thực vật Asteraceae.

Thành phần :

 Rễ chứa inulin (có thể đến 8 %) là một polysaccharide, một hợp chất đắng gồm

1 phần protocatechuic aldehyde hợp với 3 phần inulin, các sesquiterpeneslactones như lactucin, lactucopicrin, 8-linolenic,desoxylactucin

 Lá chứa Chicoric acid (dicaffeoyl tartaric acid); các flavonoids; các tannins loạicatechol; glycosides loại guanolid như Chirocoioside B và C, Sonchuside C;Carbohydrates, các sterols chưa bão hòa; các triterpenoids; các sesquiterpenelactone và tartaric acid

 Hoa chứa cichoriin = 6.7-linolenic,glucohydroxycoumarin; umbelliferone; scopoletin

20 -30oC

Hình: Cây Chicory

b Làm sạch:

 Mục đích: chuẩn bị, loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt vỏ quả như đất cát, bụi,

thuốc trừ sâu, vi sinh vật, làm lộ ra những chỗ hư hỏng thuận lợi cho quá trìnhchọn – phân loại

 Các biến đổi:

Vật lý: khối lượng, thể tích của rễ cây tăng do hút một phần nước

Hóa học: có tổn thất chất dinh dưỡng nhưng không đáng kể

Sinh học: loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên vỏ hạt đậu rễ cây

Cảm quan: tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm do rễ cây được loại bỏ những tạp chất

cơ học bám trên bề mặt

Kết hợp vừa phun rửa, vừa ngâm rửa Những vết bẩn như đất sét bám trên rau

củ rất khó rửa sạch do đó cần ngâm nước cho mềm rồi dùng vòi phun nước mạnh rửatrôi

Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa: Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không dập nát,thời gian rửa ngắn tránh tổn thất chất dinh dưỡng hòa tan vào nước

c Cắt thái

 Mục đích: Chuẩn bị, chuẩn bị cho quá trình nghiền ép có hiệu quả hơn.

12

 Thực hiện:

Khâu này được máy tự động thực hiện trong nhà máy Khi cắt thái cần chú ýđến khả năng khô của nguyên liệu để quyết định độ dày của nguyên liệu

d Nghiền ép

Chiết suất với nước nóng

-linolenic, Nước nóng sử dụng ở đây: 80oC

-linolenic, Thời gian chiết suất tối đa: 2h

 Cấu tạo: Gồm 2 trục lăn có các các bánh răng nằm sen kẽ nhau Một động cơ

được gắn vào trục lăn

 Nguyên lý hoạt động của thiết bị:

Khi vật liệu rắn được cho vào đầu thiết bị, dưới tác dụng của động cơ làmchuyển động trục lăn, trục lăn có gắn các bánh răng Các bánh răng này ăn khớp vớicác bánh răng của một trục khác Do ma sát giữa 2 bánh răng ăn khớp nhau mà dịchchiết được thu nhận

e Lọc:

Mục đích: Chuẩn bị và khai thác

-linolenic, Chuẩn bị cho quá trình cô đặc tiếp theo

-linolenic, Khai thác thu nhận dịch chiết, làm sạch, nâng cao chất lượng dịch chiết

Các biến đổi:

-linolenic, Vật lý: sự thay đổi trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loạimột số vi sinh vật không có lợi theo cặn, tuy nhiên có thể tổn thất một ít các chất dinhdưỡng

-linolenic, Hóa học: Sau khi lọc, dung dịch hầu như không thay đổi về thành phần hóa học cũngnhư các thành phần khác

Yêu cầu của quá trình:

Sản phẩm của quá trình: dung dịch yêu cầu sạch và bã chứa ít dung dịch để tránh tổnthất

Chú ý : để tăng chất lượng dung dịch lọc thường tiến hành lọc lại với nước đầu

vì lúc mới lọc chưa có lớp bã lọc, chỉ có vật ngăn nên các cặn nhỏ có thể chui qua

Thiết bị :

Lọc bằng phương pháp ly tâm thì tốt nhưng thiết bị tối tân, giá thành đắt Chonên người ta thường dùng thiết bị lọc ép khung bản Quá trình lọc nhằm tách hết cặn

để thu được dịch chiết

Cấu tạo thiết bị lọc ép khung bản:

Thiết bị lọc ép khung bản được cấu tạo bởi bộ phận chủ yếu là khung vàbản Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi cửa ngõ nhập huyền phù vào Bản lọc tạo

ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc, giữa khung và bản có đặt vật ngăn lọc, chungquanh khung và bản hình thành bề mặt nhô cao để tạo sự bít kín lúc ghép khung, bảnlại Ở đây ta sử dụng vật ngăn lọc là vải làm từ sợi tổng hợp

Nguyên tắc hoạt động:

Dịch trước khi lọc được chứa trong thùng chứa Để tăng hiệu quả lọc, ta có thểdùng cánh khuấy, sau đó để cho các hạt lơ lửng lắng xuống rồi tiến hành lọc vì khi bắtđầu lọc ta bơm được hàm lượng pha rắn nhiều, kích thước các hạt lớn, các hạt rắn sẽtập trung trên vải lọc và nhanh chóng trở thành lớp bã lọc

Dịch được bơm vào hệ thống ống nhập liệu tràn vào khoang rỗng trong khung.Dưới tác động của áp suất cao, nước lọc sẽ thấm qua vải lọc đi theo các khe của bản,tập trung vào ống tháo liệu thoát ra ngoài Phần bã rắn được giữ lại càng nhiều cho đếnkhi đầy khoang rỗng, lúc đó nước lọc không còn chảy nữa vì trở lực quá lớn Ngừngcung cấp dịch lọc và tiến hành rữa bã hoặc cạo bỏ bã, thay vải lọc

Các biến đổi:

-linolenic, Vật lý: tăng khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sôi; giảm hệ số truyền nhiệt, hệ sốcấp nhiệt, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng

-linolenic, Hóa lý: bay hơi nước

-linolenic, Hóa học: phản ứng tạo màu caramel; phản ứng thủy phân, phản ứng phân hủy donhiệt độ cao

-linolenic, Sinh học: hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật và tiêu diệt vi sinh vật do nồng

độ cao và nhiệt độ cao

Phương pháp thực hiện:

16

Dịch trích được cô đặc bằng hệ thống các nồi cô đặc dạng chảy màng Ta có thểdùng một hay nhiều nồi liên tục, ở áp suất dư hay áp suất chân không Trên thực tế, đểtiết kiệm năng lượng, người ta sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi, nồi đầu có áp suất

dư, các nồi sau có áp suất chân không

Thông số công nghệ:

-linolenic, Nồng độ dung dịch vào: 15÷30%

-linolenic, Nồng độ dung dịch ra: 60÷65%

-linolenic, Nhiệt độ: 80÷1000C

Thiết bị cô đặc dạng màng rơi (falling film evaporator):

Chất lỏng được đưa vào ở đỉnh của buồng đốt và chảy xuống thành những màngmỏng dọc theo bề mặt truyền nhiệt (ống hay tấm phẳng)

Ưu điểm: độ giảm áp trong ống rất nhỏ, độ tăng điểm sôi nhỏ, thời gian dung dịchtiếp xúc với tác nhân nhiệt ngắn nên giảm tổn thất các hương thơm, hệ số truyền nhiệttương đối lớn

Nhược điểm: cơ cấu phân phối lỏng phức tạp, buồng đốt thường rất cao nên chiphí lắp đăt, bảo trì lớn

Hình: thiết bị cô đặc dạng màng rơi

g Sấy:

Mẫu ở dạng huyền phù Sử dụng thiết bị sấy phun với đầu phun hai dòng

Nguyên liệu: Dịch chiết rễ cây chicory đã qua cô đặc

Tác nhân sấy: Không khí nóng

Nguyên liệu được đưa vào từ phía trên đỉnh của thiết bị và được phun thànhnhững hạt sương đi xuống phía dưới trao đổi nhiệt với tác nhân sấy đi từ phía dưới lên

để bay hơi ẩm

Các thông số kỹ thuật khi sấy phun:

-linolenic, Góc phun: 20-linolenic,600C

-linolenic, Vấn đề khí nén: 0.5m3/kg nguyên liệu

-linolenic, Nhiệt độ không khí đầu vào: 150-linolenic,2500C

-linolenic, Kích thước hạt: 5-linolenic,300 µm

Thiết bị:

Dịch trích ly từ thùng chứa F được bơm E bơm và phun sương vào tháp sấy Trongkhi đó, được quạt A hút không khí qua bộ lọc khí B vào calorifer C rồi vào tháp sấy.Hạt được làm khô rất nhanh thành các hạt mịn Các hạt lớn, nặng hơn rơi xuống đáytháp và được qua rây Các hạt mịn bị cuốn theo dòng khí và được tách ra tại cyclon(K)

Bảng: Cách thức tiếp xúc giữa dòng lỏng phun sương và không khí nóng

Tiếp xúc cùng chiều Tiếp xúc ngược chiều

(3) Dòng hạt khô

2.2.4 Công dụng của inulin

Inulin là một loại prebiotic do đó cũng có các công dụng như prebiotic

Chức năng chủ yếu của Prebiotic là kích thích chọn lọc sự phát triển của vi sinh vật cólợi trong hệ tiêu hóa nên các Prebiotic không bị tiêu hóa ở dạ dày trên và chỉ được sửdụng bởi một số vi sinh vật giới hạn trong hệ vi sinh vật có trong đường ruột

 Khắc phục táo bón và giảm ung thư ruột

Chất xơ hòa tan Inulin có trong sản phẩm Chicory cho phép chủ động bổ sung chất xơkhi cần thiết để phòng và điều trị táo bón

Cơ chế tác dụng:

Cơ chế khắc phục táo bón của Inulin chính là đưa hoạt động của hệ tiêu hóa về đúngchức năng nguyên bản vốn có Khi được đưa vào cơ thể, do không bị tiêu hóa bởi cácenzyme trong đường ruột của người nên toàn bộ lượng Inulin được đưa xuống ruột già.Tại đây Inulin trở thành thức ăn ưa thích cho các vi khuẩn đường ruột có ích là

Lactobacilli và Bifidobacteria và giúp chúng phát triển và nhân lên Các dòng vi

khuẩn này sau khi được nhân lên sẽ làm công việc phân hủy chất thải cặn bã, làm mềmphân, tăng nhu động ruột và đưa đến đại tiện dễ dàng

Nó làm phân nhiều hơn, mềm hơn, di chuyển qua ruột già nhanh hơn, ngăn ngừachứng táo bón và ung thư ruột già Do Inulin cải thiện chức năng ruột và tăng thêm sốlượng vi khuẩn có lợi, người ta có thể mong đợi các hợp chất này sẽ giúp làm giảm bớtcác triệu chứng của chứng kích ứng ruột

Mặc dù tác dụng chống ung thư chưa được công bố chính thức nhưng người ta chorằng Prebiotic có tác dụng này là do hoạt động của nhóm butyrate Prebiotic có thể làmtăng nồng độ của Ca và Mg trong ruột, do đó có thể kiểm soát được tốc độ thay thế của

tế bào, đồng thời nồng độ Ca cao còn có tác dụng kiểm soát sự tạo thành các phức

20