Nghiên cứu tạo cấu trúc gel và thớ sợi cho một số thức ăn chay từ nguyên liệu thực vật, tương tự các loại thức ăn tương ứng từ thịt động vật

Về chất lượng cảm quan, đối với thức ăn chay, ngoài màu sắc, mùi , vị dễ đạt như mong muốn, riêng trạng thái cấu trúc, trong một số trường hợp, đòi hỏi tương tự như thức ăn chế biến từ đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã số ngành: 2.11.00

Luận văn Thạc sĩ

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2003

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN

VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngày7 tháng 6 năm 2003

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc

…… 0 0 0 …… …… 0 0 0 ……

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên Học viên : TĂNG QUANG HẢI Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 16/10/1976 Nơi sinh: Cần Thơ

Chuyên ngành : Công Nghệ Thực Phẩm

Khoá : 11 (năm trúng tuyển: 2000)

I TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU TẠO CẤU TRÚC GEL VÀ THỚ SỢI CHO MỘT SỐ THỨC

ĂN CHAY TỪ NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT, TƯƠNG TỰ CÁC LOẠI THỨC ĂN

TƯƠNG ỨNG TỪ THỊT ĐỘNG VẬT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nguyên liệu chính được sử dụng: tàu hủ ky, gluten, bột mì, bột bắp…

- Xác định quy trình sản xuất với các thông số kỹ thuật thích hợp

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/5/2003

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS TRẦN ĐÌNH YẾN

Cán bộ hướng dẫn Cán bộ chấm nhận xét 1 Cán bộ chấm nhận xét 2

PGS.TS.NGUYỄN XÍCH LIÊN PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG TS.TRẦN ĐÌNH YẾN

Trưởng phòng ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày… tháng… năm 2003

Chủ nhiệm ngành

PGS.TS PHẠM VĂN BÔN

LỜI CẢM ƠN!

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xích Liên đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em những phương pháp giải quyết các vấn đề khoa học Thầy đã mở cho em nhiều ô cửa sổ để nhìn ra thế giới khoa học vô cùng kỳ bí nhưng đầy thi vị Thầy đã truyền đạt cho em ngọn lửa đam mê để vững bước trên con đường nghiên cứu

Cám ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa và các thầy cô đã giảng dạy lớp Cao học Thực phẩm khóa 11 Quý thầy cô đã truyền đạt cho em một khối lượng kiến thức rất to lớn với tất cả nhiệt huyết Đó là hành trang quý giá nhất cho nghề nghiệp của em Cám ơn Thạc sĩ Nguyễn Kim Sơn, Phân viện trưởng Phân viện Công nghiệp thực phẩm Tp.Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để

em có thể thực hiện những nghiên cứu tại đây Cám ơn Kỹ sư Vũ Hòa Bình, Trưởng xưởng thực nghiệm, Phân viện Công nghiệp thực phẩm đã giúp đỡ em các điều kiện để vận hành thiết bị đùn ép (extruder)

Cám ơn Kỹ sư Phạm Huy Thành đã có những giúp đỡ và góp ý mang đầy tính khoa học và thực tiễn

Cám ơn các anh, chị Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa đã giúp đỡ em trong suốt thời gian em thực hiện các thí nghiệm tại đây

Cám ơn gia đình đã động viên và giúp đỡ rất to lớn để em có đủ quyết tâm và tự tin hoàn thành Luận văn

Cám ơn các anh chị, bạn bè, đồng nghiệp đã góp ý và giúp đỡ trong suốt thời gian qua

Học viên Cao học Công nghệ thực phẩm khóa 11

Tăng Quang Hải

TÓM TẮT

Nhu cầu ăn chay của người tiêu dùng ngoài lý do tôn giáo, còn vì lý do sức khoẻ và số người ăn chay vì sức khoẻ ngày càng tăng lên Mặc dù là thức ăn chay, ngoài giá trị dinh dưỡng và vệ sinh, người ta ngày càng mong muốn có những đặc tính cảm quan: màu sắc, mùi, vị, đặc biệt là về cấu trúc, tương tự các loại thức ăn mặn từ thịt động vật Trong nội dung chính của luận án này, chúng tôi chỉ quan tâm vấn đề cấu trúc của thức ăn chay

Chúng tôi đã thành công trong việc tạo cấu trúc cho sản phẩm chay từ protein thực vật, kết hợp với tinh bột và một số phụ gia khác Cụ thể như sau:

- Sản phẩm chay dạng gel của chúng tôi có những đặc tính cấu trúc không thua kém các sản phẩm mặn cùng loại như giò lụa từ thịt heo

- Bước đầu sản xuất thành công sản phẩm chay có cấu trúc thớ sợi Các đặc điểm chất lượng của sản phẩm này tương tự sản phẩm cùng loại nhập từ nước ngoài

ABSTRACT

Beside the reason of religion, requirement abstinence is increasing for healthy Vegetarian is ever more today Although it is food from vegetable, people is not only consider nutrient and hygiene but character

of sensory such as: color, smell, taste, especially texture and fibre of vegetarian food They have desired vegetarian food have some character similar to some meat or fish food product In our thesis, we are only consider texture of vegetarian food

We have succeeded in creating texture from vegetable protein with starch and some additive food There is result which we have done in the thesis:

- Our gel product from vegetable protein with starch and some additive food have quality similar to meat pork product such as sausage

- Initiative, we have succeed in producing texture vegetable food It is have quality similar to vegetable food import (textured vegetable protein)

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

Phần II: TỔNG QUAN 2

I.Tính chất chức năng của protein 2

II.Khả năng tạo cấu trúc của protein 4

II.1.Tạo cấu trúc gel 4

II.1.1 Một số nét chung về sự hình thành gel protein 4

II.1.2 Điều kiện tạo gel 5

II.1.3 Cơ chế tạo gel 5

II.1.4 Tính chất tạo gel của một số protein thực phẩm 9

II.1.4.1 Protein của cơ vân 9

II.1.4.2 Protein của sữa 10

II.1.4.3 Protein của trứng 10

II.1.4.4 Protein đậu nành 10

II.2 Khả năng tạo cấu trúc sợi của protein và sự tạo hình các sản phẩm thực phẩm 11

II.2.1 Đông tụ nhiệt và tạo màng mỏng 11

II.2.2 Sản xuất thịt giả bằng phương pháp

kéo sợi và ép khối sợi 12

II.2.3 Phương pháp đùn ép, gia nhiệt(cooking extruder) 14

II.2.4 Dùng hơi nước áp suất cao tạo cấu trúc 17

III.Tình hình nghiên cứu tạo cấu trúc gel và thớ sợi cho thức ăn chay từ nguyên liệu thực vật ở trong nước 18

IV Mục tiêu và những nội dung nghiên cứu của luận án 18

PHẦN III: NGUYÊN LIỆU VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU 20

I Nguyên liệu và phụ gia dùng trong nghiên cứu 20

I.1 Nguyên liệu và phụ gia dùng trong các thử nghiệm

sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel 20

I.1.1 Nguyên liệu chính 20

I.1.2 Nguyên liệu khác và phụ gia 20

I.2 Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu sản xuất

sản phẩm có cấu trúc thớ sợi 22

II Phương pháp nghiên cứu 23

II.1 Quy trình sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel 23

II.2 Quy trình sản xuất chế phẩm chay có

cấu trúc thớ sợi 23

II.3 Phân tích, đánh giá nguyên liệu và sản phẩm 24

PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28

I Kết quả nghiên cứu sản xuất thực phẩm

chay có cấu trúc gel 28

I.1 Mục tiêu 28

I.2 Nguyên liệu được sử dụng 28

I.3 Quy trình sản xuất 29

I.4 Một số đặc điểm về cấu trúc và độ bền kéo của khối gel phụ thuộc nguyên liệu, phụ gia được sử dụng 30

I.4.1 Aûnh hưởng của polyphosphate Na và sorbitol 30

I.4.2 Aûnh hưởng của gluten 31

I.4.3 Aûnh hưởng của tinh bột khoai mì 32

I.5 Xác định phương án phối chế nguyên liệu, phụ gia tối ưu cho sản phẩm chay dạng gel bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm 33

I.6 Các đặc điểm chất lượng của sản phẩm gel 37

II Kết quả nghiên cứu tạo sản phẩm chay

có cấu trúc thớ sợi 41

II.1 Mục tiêu nghiên cứu 41

II.2 Nguyên liệu được sử dụng 41

II.3 Cải tiến thiết bị ép đùn (extruder) 41

II.4 Các phương án thí nghiệm tạo

sản phẩm có cấu trúc thớ sợi 43

II.4.1 Aûnh hưởng của nhiệt độ

khối nguyên liệu trong thiết bị 43

II.4.2 Aûnh hưởng của độ ẩm khối nguyên liệu

khi đưa đùn ép 43

II.4.3 Aûnh hưởng của thành phần lipid

trong khối nguyên liệu 44

II.4.4 Aûnh hưởng của hàm lượng protein và tinh bột

trong khối nguyên liệu 44

II 5 Công thức phối hợp nguyên liệu thích hợp cho

sản phẩm 45

II 6 Phân tích thành phần hóa học chính của sản phẩm 45

II.7 Kết luận 46

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47

I Kết luận 47

II Đề nghị 47

PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN VII: PHỤ LỤC

Phaàn I:

Tập quán ăn chay, tức là thức ăn được chế biến từ thực vật đã có từ lâu, gắn liền với sự ra đời của đạo Phật Cùng với sự hình thành và phát triển của đạo Phật và sau này có các đạo Hòa hảo, Cao đài ở nước ta, tập quán ăn chay được hình thành và truyền bá trong nhiều tín đồ theo đạo Nhưng ngày nay, xu hướng ăn chay được phát triển không phải chỉ từ sự tín ngưỡng; có nhiều người ăn chay là vì lý do sức khỏe và số người ăn chay

vì nhu cầu sức khoẻ ngày càng tăng lên Người ta ăn chay với mục đích phòng một số bệnh liên quan đến vấn đề dinh dưỡng như béo phì, tiểu đường, cao huyết áp… Theo những thông tin y học, những căn bệnh liên quan đến tim mạch có nguyên nhân khởi phát là những acid béo no và cholesterol từ thức ăn có nguồn gốc động vật, trong khi thức ăn thực vật rất ít các thành phần này

Cùng với sự phát triển của mức sống, trong lĩnh vực thức ăn nói chung, thực phẩm chay nói riêng, ngoài những quan tâm về dinh dưỡng, vệ sinh và an toàn, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến chất lượng cảm quan của thức ăn, tức là quan tâm đến sự hấp dẫn của chúng Trong các đặc tính cảm quan của thức ăn chay, trạng thái, cấu trúc rất được chú ý, bên cạnh các đặc điểm về mùi, vị, màu sắc Người ta cho rằng thức ăn chay có cấu trúc được tạo nên tương tự những thức ăn từ động vật sẽ mang đến sự hấp dẫn đối với người tiêu dùng

Nguyên liệu cho thức ăn chay có nguồn gốc từ thực vật nên việc chế biến thức ăn chay có cấu trúc tương tự thức ăn được chế biến từ thịt động vật (cấu trúc gel, sợi) khá khó khăn Nó đang trở thành vấn đề thời sự về khoa học, kỹ thuật Nhiều nước đã đạt được những thành tựu đáng kể trong lĩnh vực này: Mỹ, Trung Quốc, Đài Loan, Anh v.v… Ở Việt Nam, mặc dù thị trường cho thực phẩm chay chế biến sẵn rất lớn, đa dạng và phong phú, nhưng những sản phẩm có cấu trúc bên ngoài tương tự với các sản phẩm cùng loại từ động vật lại nhập chủ yếu từ nước ngoài Những nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này ở trong nước còn ít và chưa có hệ thống Các nghiên cứu thử nghiệm của chúng tôi trong luận án này mong góp phần cung cấp các thông tin về kỹ thuật tạo cấu trúc gel, thớ sợi cho một số thức ăn chay

Phaàn II:

Thức ăn chay được chế biến từ nguyên liệu thực vật, tức là từ các loại hạt (gạo, bắp, các loại đậu…), củ, rau, quả Là thức ăn, dù là thức ăn chay, phải có đủ các đặc điểm chất lượng, đáp ứng yêu cầu của người sử dụng:

- Thoả mãn nhu cầu về dinh dưỡng(chất lượng dinh dưỡng)

- Đảm bảo vệ sinh, an toàn đối với sức khoẻ(chất lượng vệ sinh)

- Ngon, hấp dẫn(chất lượng cảm quan)

Chất lượng dinh dưỡng và vệ sinh của thức ăn dễ đáp ứng Chúng có thể được tạo ra bởi việc tính toán, phối hợp các loại nguyên liệu với nhau và giữ gìn sạch sẻ trong các quá trình chế biến, bảo quản Về chất lượng cảm quan, đối với thức ăn chay, ngoài màu sắc, mùi , vị (dễ đạt như mong muốn), riêng trạng thái cấu trúc, trong một số trường hợp, đòi hỏi tương tự như thức ăn chế biến từ động vật tương ứng như : có cấu trúc đặc, chắc, đàn hồi của sản phẩm dạng gel (giò lụa, xúc xích…), hoặc có cấu trúc thớ sợi (giống như mô cơ của thịt, cá) khó thực hiện hơn Các dạng cấu trúc này, chủ yếu liên quan đến các thành phần cao phân tử có trong nguyên liệu thực phẩm: polysaccharit(tinh bột), polypeptid (protein) và quan trọng nhất là protein… Cấu trúc của thức ăn được tạo ra liên quan đến những tính chất được gọi là những tính chất chức năng( còn gọi là tính chất kỹ thuật) của các thành phần này

I Tính chất chức năng của protein:

Protein là hợp chất cao phân tử do các gốc acid amin kết hợp với nhau tạo nên Nó là hợp chất có mặt phổ biến trong các nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm; có thể ở trạng thái hòa tan trong dịch lỏng (protein trứng), hoặc ở dạng sợi không tan (protein sợi cơ của thịt cá) Protein có thể ở dạng đơn giản, thuần nhất, hoặc ở trạng thái phức, kết hợp với các thành phần khác như glucid (glucoprotein) hoặc lipid (lipoprotein) Có loại thức ăn, protein là thành phần chính sẵn có trong nguyên liệu, có trường hợp protein được thêm vào ở dạng phụ gia

Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng của thức ăn, có vai trò như chất tạo hình, cùng những thành phần khác, tạo nên cấu trúc của các tế bào, các mô, các tổ chức của cơ thể Nhưng ngoài giá trị dinh dưỡng, protein lại có vai trò kỹ thuật quan trọng, cùng với thành phần cao phân tử

khác như tinh bột, tạo cấu trúc cho thức ăn Tính chất này, người ta gọi là tính chất chức năng, còn là tính chất kỹ thuật của protein

Như vậy, tính chất chức năng của protein là tất cả những tính chất hóa lý đã góp phần tạo nên những đặc trưng cấu trúc của sản phẩm thực phẩm chứa protein Trong mỗi thực phẩm để tạo cấu trúc đặc trưng của nó có thể có sự tham gia tương hỗ của nhiều tính chất chức năng khác nhau

Tính chất chức năng của protein thực phẩm có thể phân thành ba nhóm chính như sau:

- Các tính chất do tương tác giữa protein và nước

- Các tính chất do tương tác protein-protein

- Các tính chất bề mặt

Khả năng hấp thụ nước và giữ nước, khả năng cố kết, phân tán, hòa tan và tạo nhớt là những tính chất thuộc nhóm thứ nhất Các hiện tượng như kết tủa, tạo gel, tạo màng, tạo sợi, tạo bột nhão là những tính chất thuộc nhóm thứ hai Các tính chất như sức căng bề mặt, khả năng nhũ hóa, khả năng tạo bọt lại thuộc nhóm thứ ba Tuy nhiên, những tính chất này không hoàn toàn độc lập Chẳng hạn như sự tạo gel không những do tương tác protein-protein mà còn do tương tác protein-nước Độ nhớt và độ hòa tan phụ thuộc các tương tác protein-nước và protein-protein

Bảng 1: Các tính chất chức năng của protein liên quan đến một số thực phẩm[11]:

Đồ uống Hòa tan được ở các pH khác nhau, bền với

nhiệt và có độ nhớt

Canh, xúp Có độ nhớt, tạo và làm bền nhũ tương, và

có khả năng giữ nước

Bột nhão Tạo được khuôn và màng có tính nhớt đàn

hồi, bám dính, biến tính được bởi nhiệt và có cấu trúc gel

Các sản phẩm bánh từ bột

mì Có khả năng hấp thụ nước, tạo nhũ tương, tạo bọt và tạo màu vàng nâu Sản phẩm từ sữa, phomat, Tạo nhũ tương, tạo gel, bám dính, hấp thụ,

kem lạnh giữ nước và chất béo

Các sản phẩm từ thịt Tạo nhũ tương, tạo gel, bám dính, hấp thụ,

giữ nước và chất béo

Các sản phẩm thịt giả Hấp thụ, giữ nước và chất béo, không hòa

tan, tạo độ cứng, độ nhuyễn, biến tính bởi nhiệt

Màng bao thực phẩm Cố kết và bám dính

Các tính chất chức năng khác nhau của protein rất hữu ích trong công nghệ chế biến thực phẩm như: khả năng hydrat hóa, hòa tan, khả năng làm bền nhủ tương, khả năng tạo nhớt, khả năng tạo cấu trúc gel hoặc sợi cho sản phẩm… Tuy nhiên, nội dung nghiên cứu trong luận án này, chúng tôi chỉ quan tâm đến tính chất chức năng sau cùng là khả năng tạo cấu trúc gel và thớ, sợi cho một số thức ăn chay

II Khả năng tạo cấu trúc của protein:

II.1 Tạo cấu trúc gel:

II.1.1 Một số nét chung về sự hình thành gel protein:

Cần phân biệt sự tạo cấu trúc gel với các hiện tượng khác tương tự, trong đó cũng có sự giảm mức độ phân tán của protein trong dung dịch nước như sự liên hợp, tập hợp, trùng hợp, kết tủa, kết tụ và đông tụ

Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với các biến đổi ở mức dưới đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi đó các phản ứng trùng hợp; hoặc tập hợp lại tạo ra các phức hợp có kích thước lớn

Sự kết tủa protein lại bao hàm tất cả các phản ứng tập hợp có thể dẫn đến mất từng phần hoặc mất toàn bộ độ hòa tan

Khi protein không bị biến tính nhưng do giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các mạch mà dẫn đến các phản ứng tập hợp không trật tự thì sẽ xảy ra hiện tượng kết tụ

Các phản ứng tập hợp không trật tự xảy ra do biến tính và các phản ứng tập hợp xảy ra do tương tác protein-protein chiếm ưu thế so với tương tác protein-dung môi nước sẽ dẫn đến tạo thành một khối lớn và thô, gọi là sự đông tụ

Khi các phân tử protein bị biến tính tự tập hợp lại để tạo thành một mạng lưới protein có trật tự và các phân tử nước bị cố định giữa các mắt lưới thì hiện tượng đó được gọi là sự tạo gel

Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng rất quan trọng của nhiều hệ thống protein và đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc của một số sản phẩm thực phẩm như phomat, kamaboko, giò, gel gelatin, đậu phụ… Khả năng tạo gel của protein chẳng những được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho một số thực phẩm mà còn để cải tiến khả năng hấp thụ nước, tạo độ đặc, tạo lực liên kết (bám dính) giữa các tiểu phần cũng như để làm bền các hệ nhũ tương và bọt

II.1.2 Điều kiện tạo gel:

Quá trình tạo gel khá phức tạp tùy thuộc vào bản chất của nguyên liệu protein và các điều kiện kỹ thuật Trong nhiều trường hợp sự gia nhiệt, làm lạnh tiếp theo cần thiết cho quá trình tạo gel Acid hóa môi trường hoặc cho thêm Ca2+, Mg2+ có thể làm tăng tốc độ tạo gel hoặc để tăng độ cứng cho gel, như trường hợp sản xuất đậu hủ từ sữa đậu nành

Nhiều protein có thể tạo gel không cần gia nhiệt mà chỉ cần một sự thủy phân bằng enzym với mức độ vừa phải Cơ chế này được sử dụng để đông tụ casein trong sữa bò khi sản xuất phomat

Nhiều gel có thể được tạo ra từ protein tan trong nước(lòng trắng trứng, dịch protein đậu nành), từ protein không tan hoặc ít tan trong nước hoặc trong dung dịch muối NaCl (colagen, protein tơ cơ) Như vậy, độ hòa tan, phân tán của protein trong nước không phải luôn luôn cần thiết cho sự tạo gel

II.1.3 Cơ chế tạo gel:

Cơ chế và các tương tác có quan hệ đến việc hình thành mạng protein

ba chiều đặc trưng cho cấu trúc gel hiện chưa được giải thích rõ ràng Nhiều tác giả cho rằng cần phải có giai đoạn biến tính và duỗi mạch polypeptide xảy ra trước giai đoạn tương tác có trật tự giữa protein-protein và tập hợp thành mạng lưới nhiều phân tử

Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc 2,3,4 bị phá hủy, liên kết giữa các đoạn trong mạch polypeptide bị đứt, các nhóm bên của acid amin

trước ẩn ở phía trong vòng xoắn α bây giờ xuất hiện ra ngoài Khi các mạch polypeptide bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau thành mạng lưới không gian ba chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của mạch là một nút Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình, cố định, bên trong chứa đầy pha phân tán là nước(xem hình 1)

Hình 1 : Biến đổi cấu hình của β-lactoglobulin sau khi đun

nóng-bước khởi đầu cần thiết để tạo gel [45]

Khi nồng độ protein tăng thì khả năng gel hóa tăng vì số những vị trí tiếp xúc để tạo ra nút mạng lưới tăng lên

hydro giữa các nhóm ( ) và ( )(ở các liên kết peptide), giữa các nhóm (-OH) tự do của serin, treonin, hoặc tirozin với các nhóm (–COOH) tự do của glutamic hoặc của aspactic, và các nhóm (–NH2) tự do của lysin, arginin v.v… Nhiệt độ càng thấp thì liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì càng có điều kiện để tạo ra nhiều cầu hydro Liên kết hydro là liên kết yếu, tạo ra một độ linh động nào đó giữa các phân tử với nhau,

do đó làm cho gel có một độ dẻo nhất định Các mắt lưới trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro Khi gia nhiệt các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy ra Khi để nguội liên kết tái hợp và gel lại hình thành Tham gia tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện như liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu, hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như ion canxi chẳng hạn Các mắt lưới còn có thể do các liên kết hydrophobe và các liên kết disulfua tạo nên Các liên kết này sẽ tạo cho gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt, và bền, chắc

Có thể tăng cường khả năng tạo gel của protein bằng cách cho tương tác với các chất đồng tạo gel như các polysacarit Khi đó, gel tạo ra có thể có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn, bởi vì sẽ làm tăng số cầu nối hydro (trường hợp sử dụng tinh bột), hoặc tạo ra các tương tác ion không đặc hiệu giữa các chuỗi peptide(sử dụng aliginate hay pectinate tích điện âm)v.v

Khối gel mới tạo thành chứa một lượng lớn nước ở phía trong mạng lưới Nhiều gel có thể chứa tới 98% nước Ngoài lớp nước hydrat hóa liên kết chặt chẽ với nhóm có cực của các chuỗi polypeptide, còn có nước ở dạng tự do Người ta nhận thấy, mặc dù phần lớn nước tự do bị nhốt này được giữ bằng các lực vật lý, nhưng vẫn không thể đẩy chúng ra khỏi khối gel một cách dễ dàng Có thể là khi tạo khối gel cũng đã tạo ra một cái bẫy để nhốt nước Hoặc cũng có thể các lỗ hỗng của mạng lưới protein giữ được nước ở dạng mao quản

Khi đi từ dung dịch nước-protein, các giai đoạn đầu của quá trình tạo gel bằng nhiệt có thể diễn ra như sau:

∗ Phân ly thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành các tiểu phần dưới đơn vị hoặc monome

∗ Biến tính không thuận nghịch làm phá vỡ các cấu trúc bậc hai và ba Khi đó, sự duỗi mạch polypeptide vẫn còn là từng phần:

(PN)n nPN nPD (I) [11]

Trong đó:

PN-protein tự nhiên

PD-protein đã biến tính

n-số đã biết

Người ta thấy trạng thái gel cuối cùng tương ứng với các tập hợp protein từng phần bị biến tính (PD)x, (x<n) nên có thể được mô tả bởi các phương trình sau:

xPN đun nóng (PN)x đun nóng (PD)x (II) [11]

xPN đun nóng xPDđun nóng (PD)x (III) [11]

hoặc làm lạnh

Phần đầu của phương trình (II) là phản ứng kết tụ, phần thứ hai của phương trình (II) là phản ứng đông tụ thô Trong điều kiện thuận lợi cho sự biến tính hơn là cho tập hợp như protein mang điện tích lớn ở pH thấp hoặc cao, lực ion rất yếu, với sự có mặt một số ion, có mặt các tác nhân phân ly như urê, guanidin, các chất tẩy rửa thì sự đun nóng sẽ làm xảy ra phản ứng theo phương trình (III)

Sự duỗi mạch các phân tử polypeptide sẽ làm xuất hiện các nhóm định chức, nhất là các nhóm kỵ nước(ưa béo) của protein hình cầu Do đó, các tương tác kỵ nước giữa protein-protein sẽ thuận lợi và là nguyên nhân chính của việc tạo tập hợp liên tục Các protein có khối lượng phân tử cao và tỷ lệ phần trăm acid amin kỵ nước cao sẽ tạo ra gel có mạng lưới chắc Khi ở nhiệt độ cao, các tương tác ưa béo sẽ thuận lợi trong khi đó sự hình thành các liên kết hydro lại dễ dàng khi làm lạnh Sự gia nhiệt cũng có thể làm lộ ra các nhóm –SH ở bên trong, khi đó xúc tiến việc hình thành hoặc trao đổi các cầu disulfua Khi có mặt nhiều nhóm –SH và-S-S sẽ tăng cường hệ thống mạng giữa các phân tử và gel tạo ra bền với nhiệt Các cầu canxi làm cho gel có độ cứng và độ bền tốt hơn

Vùng pH thuận lợi cho sự tạo gel sẽ được mở rộng cùng với sự tăng nồng độ protein Vì khi ở nồng độ protein cao thì các liên kết ưu béo và liên kết disulfua có điều kiện để tạo thành sẽ bù trừ lại các lực đẩy tĩnh điện cảm ứng vốn do protein tích điện cao sinh ra

Ơ û pH đẳng điện do vắng mặt các lực đẩy nên gel tạo ra kém phồng, ngậm ít nước và cứng Các protein có tỷ lệ acid amin ưu béo cao (trên 31,5% số phân tử) như hemoglobin, ovalbumin, sẽ có vùng pH tạo gel thay đổi phụ thuộc vào nồng độ protein Trái lại, các protein có tỷ lệ phần trăm các acid amin ưu béo thấp (22-31%) như γ - globulin, serumalbumin, gelatin và protein của đậu nành… thì lại không thay đổi pH tạo gel khi nồng độ protein thay đổi

II.1.4 Tính chất tạo gel của một số protein thực phẩm:

II.1.4.1 Protein của cơ vân[11]

Khả năng tạo gel bởi nhiệt của các protein miofibril (tơ cơ) ở thịt và cá là cơ sở kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm Do tạo ra mạng lưới gel nên các protein này là tác nhân gắn kết trong thịt “tái tạo”, trong các loại giò, hoặc là tác nhân làm bền nhũ tương trong xúc xích, hoặc là tác nhân làm mịn và đàn hồi trong kamaboko từ protein cá Tính chất lưu biến đặc trưng của các sản phẩm có tính cao cấp này phụ thuộc vào bản chất và độ tươi của nguồn protein (protein khi đưa chế biến phải không bị biến tính bởi nhiệt, bởi lạnh, và không bị thủy phân), sự có mặt của muối trung tính và điều kiện gia nhiệt để tạo gel Để gel tạo ra đẹp thì thêm một tỷ lệ nhất định muối ăn (2 - 3%) để trích ly ra một lượng đủ miozin Ngoài ra cũng có thể thêm các protein không phải thịt: như protein của đậu nành để tăng khả năng hấp thụ nước và giữ nước; natri caseinat (protein sữa) để tăng khả năng nhũ hóa và làm đặc; hoặc protein của huyết tương để tạo cho gel cứng khi nấu, nhưng không làm tăng được độ nhớt cho thịt ở xúc xích

II.1.4.2 Protein của sữa [11]

Khả năng đông tụ của các mixen casein được sử dụng trong chế biến các loại phomat và các sản phẩm khác từ sữa Sự đông tụ thường được

khởi đầu bằng tác dụng phân cắt của chimozin trên casein K Nhưng nhất thiết phải có mặt ion canxi và có một nhiệt độ cao hơn 15°C

Axit hóa sữa tạo pH đẳng điện của casein cũng làm cho sữa đông tụ Khi pH > 6 các mixen casein (và các caseinat) rất bền với nhiệt Gia nhiệt sữa 20 đến 60 phút ở 140°C mới làm cho chúng đông tụ được Ít có protein bền nhiệt như thế Sở dĩ có tính bền này là do tỷ lệ có trật tự của cấu trúc bậc hai hoặc bậc ba của các casein rất thấp Chỉ sau khi cô đặc tính bền nhiệt này mới bị giảm xuống

Các protein lactoserum, phần còn lại của sữa sau khi đông tụ và tách casein, trong dung dịch khi có nồng độ trên 5% sẽ tạo gel tốt ở nhiệt độ 70

- 85°C, các gel có tính không thuận nghịch có thể là do tạo ra nhiều cầu disulfua giữa các phân tử polypeptide Protein có hàm lượng cao trong lactoserum và có hàm lượng lactoza và canxi thấp có thể tạo sản phẩm dạng gel điển hình tương tự dạng gel từ casein của sữa là phomát

II.1.4.3 Protein của trứng [11]:

Các protein của lòng trắng trứng được coi là tác nhân tạo gel hoặc tác nhân gắn kết tốt nhất Conalbumin và ovalbumin (pI = 4,6) bị biến tính ở

57 - 65°C và 72 - 84°C, khi nồng độ protein trên 5% có thể tạo gel khi đun nóng trong một khoảng pH rất rộng (từ 3 đến 11)

II.1.4.4 Protein đậu nành [2], [4]:

Đối với thức ăn chay, đậu nành được xem là nguồn nguyên liệu chính cung cấp protein Hàm lượng protein trong hạt đậu nành trung bình đạt đến 40% Protein đậu nành phân tán tốt trong nước, tương tự casein của sữa bò, dễ đông tụ tạo thành gel ở pH đẳng điện (pI∼4,5), hoặc có mặt

Ca2+ kết hợp với nhiệt

Thực phẩm phổ biến dạng gel từ protein đậu nành là đậu hủ

II.2 Khả năng tạo cấu trúc sợi của protein và sự tạo hình các sản phẩm thực phẩm:

Khi protein có khả năng tạo gel, đồng thời cũng có khả năng tạo sợi

Do có những khả năng này, các protein là cơ sở tạo cấu trúc của nhiều thực phẩm như protein miofibril(tạo ra cấu trúc mô cơ của thịt, cá), khi chế biến, dễ tạo cấu trúc gel đặc trưng cho giò lụa và kamaboko Gliađin và glutenin trong bột mì tạo ra cấu trúc khung xốp cho ruột bánh mì Casein tạo ra cấu trúc gel cho phomat và gelatin tạo ra màng mỏng

Từ protein hòa tan của thực vật (như protein đậu nành) hoặc không tan (gluten của bột mì), người ta cũng tạo ra được kết cấu dạng gel, sợi hoặc dạng màng, có khả năng giữ nước tốt Chúng có thể giữ được các đặc tính này trong quá trình hyđrat hóa và gia nhiệt sau này Các protein thực vật có thể tạo cấu trúc thường được dùng để thay thế thịt (thức ăn chay) hoặc pha chế thêm với thịt động vật (một số thức ăn mặn)

Riêng đối với protein thực vật, tham gia tạo cấu trúc cho thức ăn chay, trước hết người ta quan tâm đến protein đậu nành bởi sự phong phú của nó, kế đó là gluten của bột mì

Có nhiều nghiên cứu về tạo cấu trúc sợi từ protein thực vật Những thử nghiệm sản xuất sản phẩm tương tự thịt từ gluten đã được tiến hành vào đầu thế kỷ 20 Sau đó, người ta hướng vào protein đậu nành từ thập niên

1950

II.2.1 Động tụ nhiệt và tạo màng mỏng:

Các dung dịch chứa protein đậu nành với nồng đô cao có thể cho đông tụ bằng nhiệt trên một bề mặt kim loại phẳng kiểu thiết bị sấy trục lăn Các màng thu được thường mỏng, mịn và ngậm nước, có thể cuộn lại, ép và cắt Theo cách khác, có thể thu được các màng mỏng lipoprotein tự hình thành trên bề mặt sữa đậu nành được cô đặc ở 95°C trong vài giờ, do nước bốc hơi và sự đông tụ nhiệt của các protein Các màng mới lại được tạo ra khi bóc màng cũ khỏi bề mặt sữa Đây là phương pháp sản xuất tàu hủ ky, một loại nguyên liệu phổ biến để làm thức ăn chay ở Trung Quốc và Việt Nam

II.2.2 Sản xuất thịt giả bằng phương pháp kéo sợi và ép khối sợi:

Quá trình này được mô tả đầu tiên vào năm 1954 trong một phát minh của Boyer [19] Kể từ đó cho đến nay đã có nhiều sửa đổi và bổ sung cho phù hợp với yêu cầu chất lượng của sản phẩm

Việc kéo sợi từ protein thực vật và các protein khác có nhiều điểm tương tự với việc kéo sợi tổng hợp trong công nghiệp dệt

Nguyên liệu phải là các protein isolate (PI) có chứa ít nhất 90% protein và quá trình kéo sợi thường thực hiện từ 4 đến 5 giai đoạn kế tiếp nhau trên dây chuyền liên tục:

a) Bước đầu tiên là làm thay đổi điện tích của protein trong dung dịch protein isolate (ví dụ từ đậu nành_SPI) Dung dịch SPI có nồng độ cao (10-40%) được pha trong dung dịch kiềm có pH từ 12 đến 13 Độ nhớt của dung dịch ở khoảng 50.000 đến 100.000cP Các tiểu đơn vị tạo thành cấu trúc bậc 4 sẽ phân ly và các chuỗi polypeptide được duỗi ra Cần phải bài khí và làm trong dung dịch, tránh sợi bị đứt trong quá trình kéo sợi sau này

b) Cho dung dịch đã chuẩn bị đi qua 1 bản có đục lỗ (trên 1.000 lỗ) với đường kính lỗ khoảng 50-150μm Các phân tử protein đã duỗi mạch khi qua các lỗ này sẽ định hướng theo chiều của dòng chảy Chúng có xu hướng kéo căng ra và tự sắp xếp song song với nhau

c) Các sợi đã hình thành ra khỏi khuôn được nhúng ngay vào trong một bể đựng acid để đông tụ và cố định các mạch protein nhờ pH đẳng điện Kế đó, các sợi này đi qua bể chứa dung dịch NaOH để trung hòa acid bám trên sợi; qua bể nước rửa NaOH dư và muối được tạo ra do phản ứng trung hòa

d) Các sợi protein được kéo ra khỏi các bể và đi vào khe hở của 2 trục lăn có gia nhiệt

Ơû đây, các sợi protein được nén giữa các trục lăn để khử đi một phần nước, làm tăng lực cố kết với nhau, tạo thành những mảng có cấu trúc sợi giống như miếng thịt động vật

Sơ đồ của quy trình sản xuất sản phẩm giả thịt được trình bày ở hình 2, trang 14

Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là chi phí cao Quy trình này yêu cầu nguyên liệu đầu vào phải là protein isolate Hơn nữa, phương pháp này rất tốn kém về thiết bị và vận hành

Với kỹ thuật này, người ta sản xuất được thịt giả có cấu trúc của miếng thịt lưng của động vật Sản phẩm có độ ẩm thấp nên có tính ổn định cao, tuỳ theo phụ gia, sản phẩm có thể có độ dai và mùi vị của thịt nướng và quay… Nó được dùng nhiều trong các món salad và món ăn nhẹ Tuy nhiên, ngày nay, sản phẩm này không cạnh tranh được với các sản phẩm tương tự làm bằng phương pháp đùn ép, ít tốn kém hơn

Hình 2: Sơ đồ qui trình sản xuất thịt giả bằng phương pháp kéo sợi, ép

[45]

II.2.3 Phương pháp đùn ép, gia nhiệt (cooking-extruding):

Kỹ thuật đùn ép được dùng đã lâu và được xem như một quá trình kỹ

này đầu tiên được khởi xướng vào những năm 1950 và một thập kỷ sau,

MC Anelley (1964)[19] đã mô tả được quá trình tạo ra sản phẩm có cấu trúc mềm xốp, co giãn từ bột đậu nành Mặc dù, phát minh được xem như là một bước đi tiên phong trong quá trình đùn ép để tạo cấu trúc thực phẩm, nhưng những đột phá trong lĩnh vực này tiếp tục được thực hiện bởi bằng phát minh của Atkinson năm 1970[19] Theo quy trình này, bột đậu nành đã tách chất béo với độ ẩm thích hợp được đùn ép trong áp suất cao để tạo ra một sản phẩm xốp, phồng Tiếp tục, với kỹ thuật này người ta dần tạo ra được sản phẩm có cấu trúc thớ sợi có độ dai và co giãn có thể bắt chước thịt được Bột đậu nành kết hợp với gluten qua đùn ép nhanh tạo thành một dạng thực phẩm được gọi là chế phẩm protein thực vật được tạo cấu trúc TVP (Textured Vegetable Protein) hoặc chế phẩm protein đậu nành được tạo cấu trúc TSP (Textured Soy Protein), nếu nguyên liệu là protein đậu nành

Để thực hiện kỹ thuật này, người ta sử dụng máy ép đùn bao gồm một hoặc hai trục vít quay bên trong một xylanh Mặt trong xylanh có thể phẳng hoặc có đường rãnh Bước vít của trục quay sẽ thay đổi theo hướng giảm dần cho đến tận cùng của trục trong xylanh Kết quả của kết cấu này là vật liệu sẽ bị ép với áp suất lớn và vận chuyển về phía trước khi vít tải quay và do ma sát, nhiệt độ của khối vật liệu tăng cao Xylanh có thể được gắn một lớp áo ngoài có cơ cấu làm tăng hoặc giảm nhiệt độ khi cần Nắp chặn ở cuối xylanh có các khe hẹp làm cửa thoát liệu Hình dạng của cửa thoát liệu sẽ quyết định hình dạng của sản phẩm khi thoát ra khỏi thiết bị

Hình 3: Thiết bị đùn-ép 1 trục vít [45]

Bột đậu nành đã tách béo có hàm lượng protein cao (soy protein concentrate) có thể phối trộn thêm bột bắp, gluten của bột mì, được xử lý bằng hơi nước nóng trước khi đi vào thiết bị ép đùn Các điều kiện ban đầu của nguyên liệu sẽ ảnh hưởng quan trọng đến cấu trúc và mức độ đồng nhất của sản phẩm Trong đó, độ ẩm trong nguyên liệu đóng một vai trò rất là quan trọng Độ ẩm khoảng 20-25% thường được dùng để tạo cấu trúc Bột đậu nành thường ở dạng hình cầu, kích thước nhỏ

Hỗn hợp bột-nước sẽ được đưa vào trong máy ép đùn bằng các vít tải cấp liệu Khi nó đi dọc theo xylanh của thiết bị ép đùn thì lập tức nó sẽ được gia nhiệt bằng các lực ma sát Aùp suất cao tạo ra trong quá trình ép cho phép có thể tạo ra một nhiệt độ có thể đạt tới 150-1800C Nhiệt độ này nhanh chóng chuyển thành nhiệt truyền vào khối hỗn hợp tạo ra nhiệt hóa dẻo Do đó, phương pháp này còn được gọi là phương pháp đùn nhiệt dẻo Sự định hướng của lực cắt là nguyên nhân tạo sự sắp thẳng hàng của các mạch polypeptide và mạch tinh bột có trong nguyên liệu Ngoài ra, protein còn bị biến tính và tinh bột bị hồ hóa dưới tác dụng của nhiệt độ cao Sự giải toả áp lực bất thình lình ở cửa thoát liệu là nguyên nhân làm bốc mạnh hơi nước; kết quả là sản phẩm trở nên xốp, có cấu trúc lớp, sợi Sản phẩm đùn ra được cắt liên tục bằng một dao cắt quay được gắn trước cửa thoát liệu và mặt phẳng của lưỡi dao, vuông góc với hướng đi của sản phẩm Sản phẩm nhận được sẽ được sấy khô và được xem như nguyên liệu để chế biến thức ăn chay thích hợp

Trong quá trình tạo cấu trúc cho nguyên liệu đậu nành và nguyên liệu chứa protein, tinh bột khác do nhiệt độ cao, việc đùn ép cũng làm giảm lượng vi sinh vật và làm mất bớt hoạt tính của chất ức chế trypsin có trong nhóm protein đậu nành

Chi phí của phương pháp đùn ép thấp hơn so với phương pháp kéo sợi, và nguyên liệu ban đầu không nhất thiết ở dạng protein isolate, mà có thể

ở dạng chế phẩm thô (∼40% protein) hoặc protein concentrate(protein

≤80%)

Một vài nhà nghiên cứu đã mô tả trong một số bằng phát minh về việc tạo ra cấu trúc của protein bằng cách đông tụ nhiệt Trong quá trình này, ngoài sự biến tính của protein do nhiệt còn có cả sự định hướng để tạo ra cấu trúc sợi Một trong số những bằng phát minh đó là của Stromer và Beck (1973)[19] cho rằng: bột đậu nành đã làm ẩm sẽ được đưa liên tục vào một ống có kích thước thích hợp để thực hiện quá trình ép ở một áp suất hơi nước cao khoảng 7-8at Khối vật chất sẽ chảy thành một lớp dày dưới tác dụng của áp suất và nhiệt độ cao Sau đó, chúng sẽ đi qua một thùng hình trụ ở đầu ra tiếp xúc với không khí môi trường

Tóm lại, có ba phương pháp tạo cấu trúc sợi cho protein thực vật, trong đó có protein đậu nành Tuy nhiên, phương pháp đùn ép được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong nghiên cứu và sản xuất các sản phẩm từ protein thực vật có cấu trúc tương tự những sản phẩm từ thịt động vật

Như vậy, có thể tóm tắt những giai đoạn biến đổi cấu hình của protein trong các quá trình tạo cấu trúc của sản phẩm thực phẩm(dạng gel, thớ sợi hoặc khung rỗng, xốp) như sau:

Định hướng các mạch polypeptide

Tạo cấu trúc với các mạch polypeptide đã được định hướng

Một vài loại chế phẩm dạng gel từ protein đậu nành để chế biến thức ăn chay đã có lâu đời ở Việt Nam, là đậu hủ và tàu hủ ky Các chế phẩm này được sản xuất hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm theo kiểu cha truyền, con nối Những thức ăn chay có cấu trúc tương tự thức ăn mặn được sản xuất từ thịt động vật (như sản phẩm có cấu trúc gel: giò lụa, xúc xích; hoặc có cấu trúc thớ, sợi : giả thịt…) được nghiên cứu, sản xuất và công bố trên các thông tin khoa học chủ yếu ở nước ngoài Gần đây, xưởng thực phẩm Kim Chi, ở huyện Bình Chánh, Thành phố Hồ Chí Minh đã sản xuất thành công một số sản phẩm chay: “cá mòi đóng hộp”, “khô bò”…, được tạo hình từ protein đậu nành Tất nhiên, người ta giữ gìn nghiêm ngặt, không để lộ

ra những bí quyết công nghệ sản xuất những sản phẩm này

IV Mục tiêu và những nội dung nghiên cứu của luận án:

Từ những thông tin đã có được trình bày ở trên, chúng tôi đề ra mục tiêu và các nội dung nghiên cứu của luận án như sau: tạo ra một số chế phẩm cho thức ăn chay có cấu trúc gel, thớ sợi từ nguyên liệu thực vật: đậu nành, bột bắp, gluten, bột mì v.v…

Hình 4: Những biến đổi cấu hình của protein trong các quá trình tạo

cấu trúc[45]

Phaàn III:

I Nguyên liệu và phụ gia dùng trong nghiên cứu:

II.1 Nguyên liệu và phụ gia dùng trong các thử nghiệm sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel:

I.1.1 Nguyên liệu chính: Tàu hủ ky tươi

Tàu hủ ky (tên tiếng Anh là Yuba) là màng protein-lipid, hình thành trên bề mặt sữa đậu nành tiếp giáp với không khí, trong quá trình đun nóng, cô đặc nhẹ ở áp suất bình thường Để sản xuất tàu hủ ky, người ta đun nóng(nhưng tránh sôi bùng) sữa đậu nành trong dụng cụ có đường kính miệng lớn như cái chảo Màng (váng sữa) có thành phần chủ yếu (ngoài nước) là protein và lipid dần được hình thành và khi đạt chiều dày đủ lớn người ta vớt ra và tiếp tục tạo màng mới

Tàu hủ ky khi được sử dụng (ở dạng tươi hoặc sau khi sấy khô) như nguyên liệu quan trọng để chế biến nhiều loại thức ăn chay

Trong các thí nghiệm sản xuất thực phẩm chay có cấu trúc gel, chúng tôi dùng tàu hủ ky tươi làm nguyên liệu chính cung cấp protein

I.1.2 Nguyên liệu khác và phụ gia:

I.1.2.1 Gluten bột mì:

Gluten nhận được từ bột mì bằng kỹ thuật phân ly khí động học (turboseparation) Chế phẩm gluten chúng tôi sử dụng trong các thí nghiệm có tên là Amygluten 110, nhập khẩu từ Bỉ

Thành phần hóa học chính của gluten (ghi trên bao bì) như sau:

- Protein thô (N×6,25): 82,0%

- Tinh bột : 7,5%

- Tro : 1,1%

- Độ ẩm : 8%

I.1.2.2 Tinh bột khoai mì:

Tinh bột khoai mì được mua ở chợ với tên thường dùng là bột năng Gluten và tinh bột khoai mì cùng với protein trong tàu hủ ky(kết hợp với nước) tạo nên cấu trúc gel của sản phẩm nghiên cứu

I.1.2.3 Polyphosphate Na:

Polyphosphate Na(hoặc K) được dùng nhiều trong chế biến thịt cá, đặc biệt trong các sản phẩm dạng gel Vai trò của polyphosphate là làm tăng khả năng cố định nước, giảm hiện tượng kết tụ, biến tính của protein Do đó, nó làm cho sản phẩm gel có cấu trúc mềm mại, đồng nhất, đặc biệt khi sản phẩm được bảo quản thời gian dài ở nhiệt độ thấp

Polyphosphate Na (hoặc K) có nhiều loại khác nhau, được phân loại bởi hàm lượng P2O5 và pH của dung dịch 1% Loại polyphosphate dùng trong chế biến thịt cá thường cho pH có phản ứng kiềm từ yếu đến mạnh Chế phẩm chúng tôi sử dụng trong nghiên cứu là hepta Na pentapolyphosphate, có công thức Na7P5O16, chứa 62% P2O5 và cho dung dịch 1% có pH=8,2-8,6, đạt độ tinh khiết kỹ thuật Mua tại cửa hàng hóa chất 11B ở đường Tô Hiến Thành, Quận 10, TPHCM

I.1.2.4 Sorbitol:

Sorbitol là loại đường tổng hợp nhận được do hydrogen hóa glucose Cùng với polyphosphate, sorbitol giúp tăng cường khả năng giữ nước và từ đó, làm tăng chất lượng cấu trúc của sản phẩm gel Về chức năng kỹ thuật, sorbitol có vai trò tương tự glucose, nhưng có độ ngọt thấp hơn nhiều; không có khả năng khử mạnh như glucose nên không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng cảm quan của sản phẩm như: vị quá ngọt, màu

bị sẫm tối (do phản ứng Maillard-ngưng tụ giữa nhóm amin và đường khử)

Sorbitol thương mại ở dạng dung dịch 70% và chế phẩm chúng tôi sử dụng được mua ở cửa hàng hóa chất 11B ở đường Tô Hiến Thành, Quận

10, TPHCM

I.1.2.5 Muối ăn và bột ngọt:

Món ăn dùng trong các nghiên cứu là loại muối hạt mịn, không chứa Iod để tránh phản ứng tạo màu xanh khi gặp tinh bột trong sản phẩm Bột ngọt được chọn có nhãn hiệu là Ajinomoto

I.2 Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu sản xuất sản phẩm có cấu trúc thớ sợi

Nguyên liệu dùng trong các nghiên cứu sản xuất các chế phẩm có cấu trúc thớ sợi như sau:

I.2.1 Gluten bột mì:

Loại nguyên liệu này đồng thời được sử dụng để nghiên cứu sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel (phần I.1)

I.2.2 Tàu hủ ky khô:

Nhận được từ tàu hủ ky tươi sau khi sấy khô

I.2.3 Bột mì:

Là loại bình thường được bán phổ biến ở chợ và thường được dùng để sản xuất bánh mì, bánh bao

I.2.4 Bột bắp:

Bột bắp được xay ra từ bắp trắng được bán ở chợ Trần Chánh Chiếu, Quân 5, TPHCM

II Phương pháp nghiên cứu:

II.1 Quy trình sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel:

Quy trình sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel theo sơ đồ như sau:

Mục tiêu của các phương án thí nghiệm là tìm được công thức phối chế nguyên liệu, phụ gia tối ưu để sao cho sản phẩm gel nhận được có cấu trúc gel tốt nhất:

- Có độ bóng mịn, đồng nhất (mặt ngoài và mặt cắt)

- Có độ bền kéo đứt tốt nhất

II.2 Quy trình sản xuất chế phẩm chay có cấu trúc thớ sợi:

Chúng tôi dùng phương gia nhiệt-đùn ép(cooking extruding) bằng thiết

bị ép đùn(extruder) để tạo cấu trúc thớ sợi cho sản phẩm Quy trình sản xuất như sau:

Tàu hủ ky tươi

Nghiền, phối trộn

Chúng tôi sử dụng thiết bị đùn ép đang có tại Phân viện Công nghiệp thực phẩm ở TPHCM, số 58 đường Nguyễn Bỉnh Khiêm, Q.1 Thiết bị có năng suất khoảng 20kg sản phẩm/giờ, được chế tạo trong nước và có sửa chữa đầu máy với khuôn thoát ra của sản phẩm thích hợp

Mục tiêu của phương án thí nghiệm là tìm được công thức phối chế nguyên liệu thích hợp, kết hợp với chế độ nhiệt độ và độ ẩm của khối nguyên liệu trong thiết bị để sao cho:

- Sản phẩm nhận được có cấu trúc thớ sợi mong muốn

- Cấu trúc của sản phẩm không bị phá hủy trong nước sôi, tương tự các điều kiện chế biến, đun nấu thức ăn

II.3 Phân tích, đánh giá nguyên liệu và sản phẩm:

II.3.1 Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu:

Phân tích thành phần hóa học của một số nguyên liệu: tàu hủ ky, bột năng, bột mì do chúng tôi thực hiện tại Phòng thí nghiệm Phân viện Công nghiệp thực phẩm, số 58 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Q.1, theo các phương pháp thông thường sau:

Hỗn hợp nguyên

liệu

Đùn-épSấy

Chế phẩm

Bảng 2: Các chỉ tiêu phân tích:

Độ ẩm Sấy ở 1050C đến trong lượng không đổi Hàm lượng nitơ tổng Microkjeldal

Chất béo Trích ly bằng ether ethylic trong socklet

II.3.3 Phân tích cảm quan

II.3.3.1 Sản phẩm có cấu trúc gel:

Qua quan sát độ mịn, bóng, đồng nhất của mặt ngoài và mặt cắt sản phẩm, quan sát độ mềm, đàn hồi của lát mỏng cắt từ sản phẩm

II.3.3.2 Sản phẩm có cấu trúc thớ sợi:

Qua quan sát trạng thái cấu trúc của sản phẩm khô và độ bền của cấu trúc khi ngâm trong nước sôi, thời gian là 10 phút

II.3.4 Đo độ bền kéo của sản phẩm gel:

Thiết bị kéo do chúng tôi tự thiết kế và chế tạo Vì phòng thí nghiệm chưa có thiết bị kiểu này Thiết bị kéo có cấu tạo như sau: