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

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

NHẬN XÉT CỦA GVHD

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ thực phẩm đang trên đà phát tri ển 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 tiêudùng Cấu trúc và vẻ bề ngoài của thực phẩm là một trong những thuộc tính quan trọng đượcngười tiêu dùng sử dụng để đánh giá chất lượng thực phẩm, có ý nghĩa tiên phong trong việcđáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng

Đồ án chuyên ngành thực phẩm “Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến cấutrúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn” bàn luận về các yếu tố công nghệtrong quá trình sản xuất đã ảnh hưởng như thế nào đến sản phẩm dạng bán rắn, đặc biệt vềcấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm dạng bán rắn Chất lượng sản phẩm nói chung cũngnhư cấu trúc và vẻ bề ngoài nói riêng chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố công nghệ : nguyênliệu sử dụng, phương pháp và phương ti ện sản xuất… Trên cơ sở nguyên liệu và quy trìnhchế 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 ThanhKhương cùng các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, không chỉ trong lúc tìmkiếm tài liệu mà cả những khó khăn trong lúc d ịch bài Ngoài ra, xin chân thành c ảm ơn cácbạn 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

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

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

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

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 cơbản trong nghiên cứu cấu trúc thực phẩm Dạng rắn có khả năng giữ được kích thước, hìnhdạng 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 th ể xácđịnh rõ ràng được một sản phẩm thuộc dạng rắn hay dạng lỏng, người tiêu dùng có thể sửdụng những thực phẩm này mà không cần nhai nhiều và gọi đó là dạng bán rắn (semi-solidhay semi-liquid) [6]

Theo Texture measurement of food (Amihud Kramer, Alina S Szczesniak – 1973) , có

nhiều thực phẩm không hoàn toàn là d ạng 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 làtrạng thái trung gian giữa dạng lỏng và dạng rắn Elder và Smith (1969) li ệt kê thạch trángmiệng (gelatin dessert), jelly, gum confection, bơ đ ậu phộng, pudding v.v… vào d ạng sảnphẩm này Những sản phẩm như vậy có thể xem là dạng rắn mềm, tức là chúng không chảythành dòng như chất lỏng nhưng thể hiện sự biến dạng tổng thể dưới áp lực vừa phải (ví dụnhư trọng lực) Ranh giới giữa những sản phẩm dạng rắn và bán rắn là không rõ ràng, tùythuộc vào cảm quan của người sử dụng

Cuối cùng, có một dạng là “thực phẩm hỗn hợp” – compound food được đưa ra bởiMazt (1962) Trong trạng thái này bao gồm chủ yếu là phần lỏng, nhưng cũng chứa cả mộtlượng 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 cáchgọi chưa tương thích Elder và Smith (1969) nh ấn mạnh rằng những nguyên lý lưu biến ápdụng cho tất cả những sự kết tụ thực phẩm phức tạp và khác nhau bởi lưu biến được địnhnghĩa rộng là “sự biến dạng và dòng chảy của vật chất” Dù sao, những kết cấu phức tạp cũnglàm tăng khó khăn trong vi ệc 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 đưathức ăn vào miệng Nó liên quan đến độ đặc, độ sệt, độ nhớt, sức căng bề mặt và những tínhchất vật lí khác của sản phẩm Một sự thay đổi trong cách thực phẩm di chuyển hoặc chảytrong miệng và cổ họng có ảnh hưởng lớn đến sự đánh giá cấu trúc sản phẩm, từ đó ảnhhưởng đến chất lượng thực phẩm

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 tánhoặc pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (được gọi là pha liên tục, pha không phân tánhoặc pha ngoại)

Chất lượng chung của nhũ tương thực phẩm quyết định bởi sự kết hợp giữa tính chấthóa lý và thuộc tính cảm quan như cấu trúc, vẻ bề ngoài, mùi vị, thời hạn sử dụng Tính lưubiến của hệ nhũ tương trong thực phẩm rất đa dạng, đó là kết quả của các cách sắp xếp thànhphần khác nhau và điều kiện xử lý để tạo ra sản phẩm Sự tạo thành các sản phẩm này vớiđặc trưng chất lượng phụ thuộc vào việc lựa chọn nguyên liệu thích hợp (như nước, dầu, chấtnhũ hóa, chất tạo đặc, khoáng, chất mùi, chất màu…) và điều kiện xử lý (như phối trộn, đồnghóa, 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 vàchiếm trung bình 80% kh ối lượng sản phẩm Bơ là một hệ “nhũ tương” nước trong dầu, nướcđược phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong toàn bộ khối bơ mà ta không th ể nhìn thấyđược 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 nguyênliệu chất béo sữa sử dụng ban đầu hoặc các chất màu thêm vào trong quá trình ch ế biến) Bềmặt sản phẩm phải mịn, không được sần sùi; độ đặc đồng đều và dẻo, không được có cấu trúcrời rạc Ở nhiệt độ lạnh bơ trở nên cứng, nhưng sẽ mềm đủ để phết được sau một thời gian đểtrong nhiệt độ phòng

Hình 1 : Bơ

b Margarine

Margarine là sản phẩm chiếm một vai trò quan trọng trong ngành công nghi ệp chế biếndầu mỡ Sự ra đời của nó trước đó nhằm để thay thế bơ thiên nhiên trong đi ều kiện chiếntranh Về sau, do tính ưu việt của sản phẩm về giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị kinh tế nên côngnghệ sản xuất margarine ngày càng phát tri ển mạnh mẽ ở tất cả các nước Hơn nữa margarinecòn 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 hạtrất 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, màuvàng đồng nhất trong toàn khối Bề mặt và cấu trúc sản phẩm cũng yêu cầu phải đạt được cácchỉ tiêu tương tự như sản phẩm bơ : bề mặt mịn, không sần sùi, độ đặc đồng đều, có độ dẻonhất định

Hình 2 : Margarine

Bảng 1: Công thức của một số loại Margarine [10]

Monoglyceride (IV tối đa 5)

Monoglyceride (IV tối đa 60)

Vitamin A palmitate β -carotene

Hương tan trong dầu

16.1 1.62.00.09 0.01

59.5840.10.3 0.0010.015

37.36 1.11.5 0.13Chỉnh pH= 50.01

39.3840.1 0.50.0010.015

54.862.51.11.5 0.13Chỉnh pH= 4.80.01

c Bơ đậu phộng

Bơ đậu phộng là sản phẩm được chế biến từ hạt đậu phộng rang, có thể bổ sung hoặckhông bổ sung thêm dầu vào Bơ đậu phộng được sử dụng phổ biến trên thế giới, hương vịthơm và màu sắc đặc trưng, có độ mịn và mức độ trải phết cao, có thể sử dụng để phết lênbánh mì

Bơ đậu phộng là hệ nhũ tương nước trong dầu, đậu phộng sau khi rang đem nghi ền rồiqua quá trình đồng hóa sẽ tạo nhũ tương bền, các hạt nước nhỏ mịn phân tán tốt trong dầu vàkhông nhập lại với nhau thành những giọt lớn tách ra

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bơ đậu phộng lạt

Hình 3 : Bơ đậu phộng

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 phẩmnày đã trở thành món ăn phổ biến và được phát triển mạnh dưới hình thức một ngành côngnghiệp chế biến dầu mỡ Ở nước ta từ trước đến nay cũng có sử dụng mayonnaise (nhưngkhông 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 phântán, 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

Shortening được chế biến từ dầu thực vật Các loại dầu dùng để sản xuất shorteningthường có chỉ số acid thấp để thuận tiện cho việc hydro hóa hoặc dầu đã được hydro hóa mộtphần để có độ rắn nhưng dẻo thích hợp và độ ổn định tốt Trong công nghiệp, người tathường sử dụng dầu bông, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng và dầu dừa để sảnxuất shortening

Shortening có màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, dẻo, nhiệt độ nóng chảy 40 ÷ 47oC.Shortening nóng chảy trong suốt, có màu vàng nhạt, không mùi, có vị đặc trưng của nguyênliệu Shortening được sử dụng nhiều trong ngành công nghi ệp chế biến thực phẩm nhờ tácdụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vị và tăng khả năng bảo quản thức ăn Shortening đượcdùng nhiều trong công nghệ sản xuất mì ăn liền, bánh kẹo,…

Mặt khác, để tăng giá trị dinh dưỡng, đôi khi người ta còn dùng dầu lỏng chứa nhiềuacid béo chưa no trộn với dầu đặc để có hỗn hợp vừa đảm bảo các yêu cầu trên vừa có giá trịphù hợp

Hình 5 : Shortening

2 Các sản phẩm dạng bán rắn có độ đặc

 Tương sauce : tương ớt, tương cà…

Tương là thứ nước chấm có dạng sệt, có 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 mô công nghiệp, trong quá trình sảnxuất các sản phẩm loại này người ta còn sử dụng thêm phụ gia tạo sệt (các loại bột, tinh bột,gum…), chất màu, chất bảo quản Sản phẩm thường có 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 không được tạo gel,cũng không được tạo cấu trúc trong suốt, tạo ổn định và giữ được cấu trúc đặc trưng của sảnphẩm Nguyên liệu sau khi được xử lý sơ bộ (lựa chọn, rửa, tách bỏ những phần không có giátrị dinh dưỡng…) sẽ được đem đi chần, rồi tiến hành xay nhuyễn các loại nguyên liệu và phốitrộn cùng với các loại gia vị, phụ gia tạo sệt, chất màu, chất bảo quản… Lúc này, phụ gia tạosệt sẽ giúp cho huyền phù ổn định, không bị tách pha, không vón cục, sản phẩm sánh mịn…

Hình 7 : Yaourt

Mứt đơng (geleé) là sản phẩm được chế biến từ nước ép hay puree trái cây Trong quátrình chế biếndịch quả đư ợc cô đặc ở nhiệt độ cao , sau đĩ tạo gel đơng bằng cách phối trộnvới pectin, agar, gelatin, alginate (trên thực tế, người ta thường sử dụng kết hợp các phụ gianày để tạo ra cấu trúc gel mong muốn) Các phân tử polysaccharide này duỗi mạch, hìnhthành liên kết giữa các sợi tạo khung mạng, cĩ khả năng giữ nước, tạo thành cấu trúc cho sảnphẩm

Sản phẩm cĩ cấu trúc gel mềm, độ đồng nhất cao, bề mặt đồng đều, độ trong tùy thuộctừng loại mứt đơng Sản phẩm phải cĩ mùi vị tự nhiên đặc trưng của dịch quả ban đầu

Hình 8 : Mứt đông

c Phô mai (phô mai tuơi, phô mai nấu chảy)

Phô mai mềm có độ ẩm rất cao Các sản phẩm được sản xuất không qua giai đoạn ủchín (phô mai tươi) đều thuộc nhóm phô mai mềm Điểm đặc trưng của phô mai mềm khôngqua giai đoạn ủ chín là quá trình bảo quản được thực hiện ở nhiệt độ thấp và thời gian bảoquản ngắn Sữa sau khi đã chuẩn hóa sẽ được thanh trùng rồi tiến hành lên men và đông t ụtạo khối đông (chứa casein, nước, chất béo và một số hợp chất khác) Phần khối đông nàyđược đem phối trộn thêm với cream, các nguyên liệu phụ khác trong thiết bị khuấy trộn Hỗnhợp được khuấy đảo mạnh để đạt được độ mịn và độ đồng nhất theo yêu cầu

Phô mai nấu chảy là loại sản phẩm được người ta sản xuất bằng cách sử dụng nhiệt độcao để nấu chảy một hay nhiều loại loại phô mai khác nhau, có b ổ sung thêm sữa và một sốphụ gia thực phẩm khác Sau khi làm đ ồng nhất hỗn hợp nguyên liệu, ta tiến hành đổ khuôn

và làm nguội sẽ thu được phô mai nấu chảy Phô mai nấu chảy chia làm hai nhóm : nhóm I

có nồng độ chất khô tương đối cao, người tiêu dùng thường cắt thành miếng nhỏ để sử dụng;còn nhóm II có nồng độ chất khô thấp, người tiêu dùng sẽ phết lên bánh để sử dụng Thôngthường, phô mai nấu chảy có cấu trúc mềm hơn, độ ẩm cao hơn so với phô mai nguyên liệuban đầu, hàm lượng chất béo không thấp hơn 40% tổng chất khô trong sản phẩm

III Các đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngoài 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, khứugiác, vị giác, xúc giác và thính giác, đ ặc biệt trong thực phẩm kể cả khi nóng, lạnh Thựcphẩm là tổ hợp của các thành phần hóa học, được sắp xếp từ những đơn vị nhỏ nhất Sự đánhgiá thực phẩm bởi các đặc tính cảm quan là kết quả của việc kích thích lên các giác quan b ởicác tính chất vật lý của thực phẩm Các tính chất cảm quan của thực phẩm nhìn chung baogồm 3 yếu tố: vẻ bề ngoài, hương vị và cấu trúc Tuy nhiên, cả 3 yếu tố không độc lập vớinhau mà có quan hệ rất mật thiết Ví dụ như yếu tố màu sắc là yếu tố quan trọng đặc trưngcho vẻ bề ngoài của sản phẩm nhưng nó còn ảnh hưởng đến hương vị, người tiêu dùng sẽ chođiểm cao về hương vị đối với những sản phẩm có màu đậm hơn là những sản phẩm có màunhạt Sự tác động qua lại giữa vẻ bề ngoài và hương vị được xem như là yếu tố “visualflavour” Tương tự, đặc tính cấu trúc như độ dính có thể ảnh hưởng tới hương vị hoặc mộtvài hương vị như vị acid có thể ảnh hưởng tới cấu trúc thực phẩm Điều đó có nghĩa là việcxác định hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngoài thì chúng ta có th ể xem xét một hoặc hai yếu tố đểđánh giá Do đó tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế (the International Standards Organisation – ISO1992) đã dẫn tới việc xác định các yếu tố hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngoài như sau:

+ Vẻ bề ngoài: là đặc tính cảm quan được đánh giá bởi yếu tố thị giác Ngoài racòn có các yếu tố khác như khứu giác cũng góp phần đánh giá vẻ bề ngoài sản phẩm

+ Hương vị: là tổ hợp của hương và vị Các yếu tố như nóng, lạnh, hư hỏng, thịgiác cũng có thể góp phần ảnh hưởng

+ Cấu trúc: là đặc tính phần lớn được xác định bằng xúc giác và sự chuyển độngcủa thực phẩm Ngoài ra yếu tố cảm quan khác như thị giác và hương vị cũng có ảnh hưởngđáng kể

Những định nghĩa ở trên cho ta biết được một ít thông tin làm thế nào có thể đánh giáđược chất lượng của các thuộc tính Vẻ bề ngoài đôi khi bị nhầm lẫn vì thường vô hình chungchỉ đánh giá màu sắc, ngoài ra nó còn các đặc tính khác như hình dạng, trạng thái, độ đục, độtrong, … cũng có thể ảnh hưởng đến thị giác của người tiêu dùng

Độ chắc – Firmness

Là thuộc tính cấu trúc cơ học có liên quanđến 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 đếnkhả năng giữ nguyên khối của sản phẩm(lỏng lẻo – loose hay dính kết – cohesive)

Độ dính nhớt – Stickiness

Là lượng sản phẩm dính trên môi hay trongvòm 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 đếnlực cần thiết để di chuyển sản phẩm bámtrên vòm miệng hay trên bề mặt

Độ dầu – Oiliness/độ ẩm ướt – Moistness Lượng dầu/nước cảm nhận qua bề mặt

ngoài của sản phẩm

Độ đàn hồi – Elastic recovery

Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đếntốc độ phục hồi biến dạng v à mức độ vậtliệu bị biến dạng quay trở lại điềukiện không bị biến dạng sau khi đ ã thôi tácdụng lực

Độ mịn – Smoothness

Là thuộc tính cảm quan được đánh giá dựatrên cảm nhận sự có mặt hay không của cáchạt 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 Trongmiệng, nó liên quan đến sự cố gắngcần thiết để phân hủy sản phẩm về trạngthái nuốt

(Nguồn: ISO 11036:1994)

2 Các yếu tố vẻ bề ngoài

- 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

B TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC

VÀ VẺ BỀ NGOÀI CỦA SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN

Nguyên liệu ban đầu luôn là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình sản xuất thựcphẩm, tác động trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng Đó là yếu tố quyết định choviệc chọn phương pháp xử lý để xây dựng quy trình sản xuất, sau đó lại ảnh hưởng trực tiếpđến việc chọn thông số công nghệ tối ưu cho quy trình Thành phần hóa học, hình dạng, kíchthước, khối lượng nguyên liệu đem đi sản xuất… đều là những nguyên nhân có thể ảnhhưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng

Thành phần và hàm lượng các polyme sinh học như protein, polysacchari c, chất béolàm tăng độ nhớt, độ bền của mạng lưới, ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của thựcphẩm bán rắn Sự hiểu biết về tính chất của các polyme này giúp ta tạo ra được sản phẩm cấutrúc, cảm quan như mong muốn Ví dụ, độ nhớt phụ thuộc trước hết vào thành phần của cácchất có trong nguyên liệu ban đầu cũng như trong sản phẩm cuối cùng, chủ yếu là phụ thuộcchất béo, protein và một số hợp chất cao phân tử

1 Chất béo

- Chất béo trong nguyên liệu ban đầu có thành phần chính là hỗn hợp cáctriglyceride, ngoài ra còn có acid béo t ự do, monoglyceride, diglyceride, phospholid, vitamintan trong dầu… Hàm lượng chất béo có trong nguyên li ệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cấutrúc của sản phẩm thực phẩm bán rắn nói chung, đặc biệt là sản phẩm nhũ tương

- Một số ảnh hưởng của chất béo đến cấu trúc và vẻ bề ngoài sản phẩm nhũ tương :+ Nhiệt độ nóng chảy là tính chất ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc của sảnphẩm nhũ tương, nếu chất béo trong hệ là các triglyceride có nhi ệt độ nóng chảy cao thì cấutrúc sẽ cứng hơn, khó phết hơn Các yếu tố quyết định trạng thái lỏng rắn của chất béo : độdài mạch C, độ bão hòa (số liên kết không no), tỷ lệ giữa các loại acid béo; từ đó ảnh hưởngtrực tiếp đến nhiệt độ nóng chảy của triglyceride Ngoài ra, cấu hình nối đôi (cis/trans), cấutrúc tinh thể, β, β’, vị trí của các liên kết đôi cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy củatriglyceride Triglyceride không có đi ểm nóng chảy rõ ràng, thường là một khoảng nóngchảy

+ Chỉ số Iod (IV) : là số g I2 bão hòa hết số liên kết đôi trong 100g chất béo IVdùng để đánh giá mức độ không no của chất béo, xác định mức độ bão hòa hay không bãohòa của các acid béo Đây là m ột chỉ tiêu quan trọng khi chọn nguồn nguyên liệu cho sảnxuất Chẳng hạn trong sản xuất bơ, nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42) bơ sẽ có cấu trúc rấtmềm, ngược lại nếu chỉ số này quá thấp sẽ làm cho cấu trúc cứng và khó phết lên bánh Vìvậy tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà yêu cầu đối với nguồn nguyên liệu ban đầu sẽ khácnhau, đồng thời nhà sản xuất sẽ thay đổi các thông số công nghệ thích hợp để chất lượng sảnphẩm ổn định

Cấu trúc tinh thể chất béo ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nóng chảy, do đó tác độngđến cấu trúc cuối cùng của sản phẩm Tinh thể chất béo có 3 dạng :, β, β’

sẽ làm tỷ lệ pha rắn (solid fat content – SFC), tức phần trăm pha rắn (tinh thể) trong chất béo

ở nhiệt độ đó thay đổi Thông thường xét trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến nhiệt

độ thân nhiệt Tỷ lệ pha rắn sẽ quyết định trạng thái vật lý của chất béo : rắn, mềm dẻo, lỏng;

từ đó ảnh hưởng đến tính chất công nghệ và tính chất cảm quan của sản phẩm Nếu như hàmlượng tinh thể béo quá cao thì sản phẩm sẽ rất cứng và khó phết, nhưng nếu sản phẩm có quá

ít tinh thể thì rất mềm và dễ bị mất cấu trúc

+ Tính hòa tan trong nước

Đa số triglyceride không tan trong nư ớc, nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ khôngphân cực (chloroform, ether ethylic, b enzen…) Khi cho chất tạo nhũ, triglyceride tạo nhũtương với nước

+ Ngoài ra, chất béo còn là dung môi hòa tan các ch ất màu, tạo nên màu sắc đặctrưng cho sản phẩm thực phẩm nhũ tương

2 Protein

- Protein là những polymer sinh học được cấu tạo từ các L-acid amin, thường xoắnlại thành cấu trúc không gian ba chi ều (cấu trúc bậc 3, 4) tạo nên tính chất đặc trưng củaprotein, thông thường nếu mất cấu trúc này protein sẽ bị mất hoạt tính sinh học Protein cóđiểm đẳng điện pI phụ thuộc vào tính điện ly của các acid amin thành phần

Tính chất công nghệ của protein có vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản và chếbiến

+ Protein có khả năng thay đổi cấu trúc không gian dưới tác động của môi trường(nhiệt độ, pH, cơ học, muối kim loại…), dẫn đến sự thay đổi các tính chất ban đầu củaprotein Sau quá trình bi ến đổi đó, độ hòa tan protein giảm, khả năng hydrat hóa giảm, dễ bịthủy phân hơn, độ nhớt dung dịch tăng

+ Khi có các điều kiện phù hợp như gia nhiệt rồi hạ nhiệt, acid hóa rồi kiềm hóanhẹ…, protein sẽ có khả năng tạo gel Khi đó, protein s ẽ biến tính duỗi mạch, tạo ra các nútmạng, có khả năng giữ nước bằng các liên kết khác nhau (liên kết hydro, tĩnh điện, kỵnước…)

- Trong các nguồn nguyên liệu chứa protein được đem đi chế biến thành sản phẩmthực phẩm dạng bán rắn, protein sữa là nguyên liệu có cấu trúc rất đặc biệt Protein trong sữaphần lớn là casein (75 ÷ 85%), ngoài ra còn có các protein hòa tan (15 ÷ 25%)

Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa, chúng tồn tại dưới dạng micelle.Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci,magie, phosphate và citrate) M ỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp

phân tử casein kết hợp lại với nhau Thành phần các casein s, β, và κ trong tiểu micelle cóthể thay đổi theo những tý lệ khác nhau Các phân t ử s và β-casein nằm tập trung tại tâmđiểm micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ -casein được bố trí tại vùng biên tiểumicelle Phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác vớis và β-casein ở vùng tâmtiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle M ỗi micelle có 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 vàsự tương tác giữa các gốc kỵ nước Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượngion Ca2+ có trong sữa và dao động trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 μm Các tiểu micelle ở vùng biêntrong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng κ-casein khá cao Do sự bố trí các đầu ưanước của κ-casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân t ử κ-casein làm cho micellehòa 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 nó, cấu trúc micelle trởnên không ổn định Trong trường hợp này nếu như có mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽliên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein

Ở nhiệt độ thấp, các mạch β-casein bị phân ly từ từ và hydroxy-phosphate calci bị táchkhỏi cấu trúc micelle Đó là do β-casein có các gốc ưa béo và sự tương tác giữa các gốc ưabéo thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm

3 Chất nhũ hóa (emulsifing agents)

- Chất nhũ hóa có chức năng : Làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha trong hệ nhũtương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán,đồng thời làm cho chúng không th ể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới có thểtích lớn hơn Nếu giá trị sức căng bề mặt trong hỗn hợp nước và dầu càng lớn thì càng khótạo ra hệ nhũ tương bền Chất nhũ hóa giúp cho cấu trúc của hệ nhũ tương bền vững, tránhđược hiện tượng pha phân tán và pha liên t ục phân tách thành 2 lớp riêng biệt

Trong công thức phân tử của nhiều chất nhũ hóa thường chứa hai nhóm : phân cực vàkhông phân cực Trong hệ nhũ tương, các chất nhũ hóa được phân bố tại vị trí bề mặt tiếpxúc giữa hai pha: đầu phân cực (ưa nước) sẽ nằm trong pha nước/hướng về pha nước và đầukhông phân cực (không ưa nước) sẽ nằm trong pha dầu/hướng về pha dầu Với cách phân bốnhư trên, các phân tử chất nhũ hóa sẽ hình thành nên một lớp màng bảo vệ quanh các hạtphân tán giúp cho hệ nhũ tương được bền vững theo thời gian

Đồng thời chất nhũ hóa cũng là cầu nối giúp tăng khả năng liên kết giữa các thành phầntrong hệ nhũ tương, tạo độ đồng nhất và làm tăng lực liên kết bên trong hệ, do đó tăng độnhớt của sản phẩm

- Các chất nhũ hóa có thể chia thành hai nhóm chính :

+ Chất nhũ hóa có nguồn gốc thiên nhiên : m ột số protein thực động vật,phospholipid, sterol…

+ Chất nhũ hóa tổng hợp : ester của glycerol, propylen, glycol, ester gi ữa sorbitan

và các acid béo, cellulose ether, carboxymethyl cellulose (CMC)…

Ngoài ra, một số chất rắn dạng hạt mịn nh ư bentonite, carbon black… c ũng có chức năng ổnđịnh hệ nhũ tương.

- Người ta có thể phân loại các chất nhũ hóa dựa vào giá trị cân bằng ưa nước - ưabéo của chúng (hydrophile – lipophile balance value) Đó là t ỷ số giữa phần trăm khối lượngcác nhóm ưa nước và phần trăm khối lượng các nhóm kỵ nước trong phân tử chất nhũ hóa.Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo của các chất nhũ hóa được xác định bằng phương phápthực nghiệm và nó thường dao động trong khoảng từ 1 ÷ 20 Nếu chất nhũ hóa có giá trị cânbằng ưa nước - ưa béo từ 3 ÷ 6, chúng được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương nước trongdầu (w/o) Ngược lại, nếu giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo từ 8 ÷ 18, chất tạo nhũ sẽ thíchhợp để ổn định các hệ nhũ tương dầu trong nước (o/w)

Bảng 4 : Một số chất nhũ hóa thông dụng trong công nghiệp thực phẩm [3]

2 Sodium oleat, potassium oleat

3 Protein (ví dụ: gelatin, albumin…)

4 Sodium stearyl-2-lactylate

7 Polyoxyethylen sorbitol và các acid béo

4 Chất tạo đặc, tạo gel

- Hydrocolloid là những polymer sinh học (polysaccharide và protein) tan trong nước