nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất kem thuần chay plant based

Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn sự hình thành bọt Thể tích của phần khí trong bọt được tính : 100xB/E Các "nhũ tương khí" đầu tiên sẽ bị phá huỷ rồi tiếp đến một lớp bọt thực ở trên cùng tự t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

SẢN XUẤT KEM THUẦN CHAY (PLANT - BASED)

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

SẢN XUẤT KEM THUẦN CHAY (PLANT - BASED)

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ của người khác Trong suốt thời gian từ khi học tập ở giảng đường Đại học cho đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TẠ ĐĂNG KHOA Thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chia sẻ và truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức cũng như kinh nghiệm trong suốt thời gian thực hiện đề tài Em xin chân thành cám ơn thầy

Lời thứ hai, em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học, chuyên ngành Công nghệ thực phẩm cũng như tất cả các thầy cô giảng dạy tại trường Đại học Mở TP.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập

Tiếp theo, con xin gửi lời cám ơn đến Cha Mẹ, Cha Mẹ luôn là nguồn động lực cho con, luôn cổ vũ và động viên con những khi con gặp khó khăn

Cuối cùng, tôi xin cám ơn sự góp ý và giúp đỡ của tất cả các bạn trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn !

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành và ổn định bọt 7

1.1.5 Vai trò của protein trong các thực phẩm có kết cấu bọt 8

1.2 HỆ NHŨ TƯƠNG [4] 10

1.2.1 Khái niệm 10

1.2.2 Điều kiện làm bền nhũ tương 11

1.3 GIỚI THIỆU VỀ KEM TƯƠI [1,2] 11

1.5.3 Lecithin - Phụ gia ổn định hệ nhũ tương 26

1.5.4 Phụ gia tạo gel 30

PHẦN II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 40

2.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 40

2.1.2 Nguyên liệu 40

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị 40

2.1.4 Hóa chất sử dụng 40

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

2.2.1 Quy trình sản xuất dự kiến 41

2.2.2 Giải thích quy trình 42

2.3 CÁC THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT 44

2.3.1 Khảo sát quá trình trích ly sữa đậu nành 45

2.3.2 Khảo sát quá trình phối chế sản phẩm 51

PHẦN III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 67

3.1 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY SỮA ĐẬU NÀNH 68

3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng protein trong dịch trích ly 68

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu – nước xay đến hàm lượng protein trong dịch trích ly 70

3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian và nhiệt độ xay đến hàm lượng protein trong dịch trích ly 72

3.2 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI CHẾ SẢN PHẨM 77

3.2.1 Khảo sát tỉ lệ dầu : nước đến độ bền hệ nhũ tương 77

3.2.2 Khảo sát tỉ lệ dầu : chất nhũ hóa đến độ bền hệ nhũ tương 80

3.2.3 Khảo sát hàm lượng xanthan gum, tinh bột biến tính ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 83

3.2.4 Khảo sát hàm lượng CMC ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 86

3.2.5 Khảo sát hàm lượng đường ảnh hưởng đến vị ngọt của sản phẩm 88

3.2.6 Khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng ảnh hưởng đến cảm quan và quá trình bảo quản sản phẩm 90

3.2.7 Đánh giá sản phẩm hoàn thiện 97

3.2.8 Quy trình đề nghị sản xuất sản phẩm kem tươi từ thực vật sau khi đã khảo sát các thí nghiệm 102

PHẦN IV : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 103

4.1 Kết luận 104

4.2 Kiến nghị 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

Tài liệu Tiếng Việt 105

Tài liệu Tiếng Anh 105

Tài liệu Internet 106

PHỤ LỤC 1

Hình 1.9: Công thức hóa học của CMC 37

Hình 2.1: Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm kem tươi từ thực vật 41

Hình 2.2: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát thời gian ngâm đến hàm lượng protein trong dịch trích ly 46

Hình 2.3: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nguyên liệu – nước xay 48

Hình 2.4: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát nhiệt độ và thời gian xay 50

Hình 2.5: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát tỉ lệ dầu : nước đến độ bền hệ nhũ tương 52

Hình 2.6: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát tỉ lệ dầu : lecithin đến độ bền hệ nhũ tương 54

Hình 2.7: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo sát hàm lượng xanthan gum, tinh bột biến tính ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 56

Hình 2.8: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo hàm lượng CMC ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 58

Hình 2.9: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm khảo hàm lượng đường ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm 60

Hình 3.1: Đồ thị ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm lượng protein và hiệu suất trích ly 69

Hình 3.2: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu : nước xay đến hàm lượng protein và hiệu suất trích ly 71

Hình 3.3: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ nước xay và thời gian xay đến hàm lượng protein 74

Hình 3.4: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ nước xay và thời gian xay đến hiệu suất trích ly 76 Hình 3.5: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ dầu : nước đến độ bền hệ nhũ tương 78 Hình 3.6: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm tỷ lệ dầu : nước 79 Hình 3.7: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ dầu : lecithin đến độ bền hệ nhũ tương 81 Hình 3.8: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm tỷ lệ dầu : lecithin 82 Hình 3.9: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng xanthan gum, tinh bột biến tính 85 Hình 3.10: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng CMC 87 Hình 3.11: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan vị thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng đường 89 Hình 3.12: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 91 Hình 3.13: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan mùi vị thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 93 Hình 3.14: Đồ thị thể hiện điểm cảm quan màu sắc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 95 Hình 3.15: Biểu đồ điểm cảm quan trung bình chưa có trọng lượng của sản phẩm 98 Hình 3.16: Quy trình đề nghị sản xuất sản phẩm kem tươi từ thực vật 102

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu nành 16

Bảng 1.2: Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng (g/100g protein) 17

Bảng 1.3: Thành phần Cacbonhydrate của đậu nành 18

Bảng 1.4: Thành phần chất khoáng của đậu nành 19

Bảng 1.5: Thành phần vitamin trong đậu nành 19

Bảng 1.6: Thành phần tro của đậu nành 20

Bảng 1.7: Bảng các chỉ tiêu cảm quan của đường kính theo TCVN 6958:2001 23

Bảng 1.8: Bảng các chỉ tiêu hóa lý của đừờng kính theo TCVN 6958:2001 23

Bảng 1.9: Bảng chỉ tiêu của nước sử dụng trong thực phẩm theo TCVN 5502:2003 25

Bảng 1.10: Tỷ lệ % phospholipid trong lecithin đậu nành 29

Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian ngâm đến hàm lượng protein trong dịch trích ly 45

Bảng 2.2: Bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nguyên liệu – nước xay 47

Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ và thời gian xay 49

Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ dầu : nước đến độ bền hệ nhũ tương 51

Bảng 2.5: Bảng điểm mô tả đối với chỉ tiêu cấu trúc và “mouthfeel” của sản phẩm 53

Bảng 2.6: Bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ dầu : lecithin đến độ bền hệ nhũ tương 53

Bảng 2.7: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng xanthan gum, tinh bột biến tính ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 55

Bảng 2.8: Bảng điểm mô tả đối với chỉ tiêu cấu trúc của sản phẩm 57

Bảng 2.9: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng CMC ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm 57

Bảng 2.10: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng đường ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm 59

Bảng 2.11: Bảng điểm mô tả đối với chỉ tiêu cấu trúc và mùi vị của sản phẩm 60

Bảng 2.12: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng ảnh hưởng đến cảm quan và quá trình bảo quản sản phẩm 61

Bảng 2.13: Bảng điểm mô tả đối với chỉ tiêu cấu trúc, màu sắc và mùi vị của sản phẩm 62

Bảng 2.14: Loại vi khuẩn và giới hạn cho phép trong sản phẩm kem có nguồn gốc từ

thực vật 64

Bảng 2.15: Thang điểm đánh giá chất lượng cảm quan sản kem từ thực vật theo TCVN 3215 – 79 65

Bảng 2.16: Xếp hạng chất lượng sản phẩm theo quy định 66

Bảng 3.1: Ảnh hưởng thời gian ngâm đến hàm lượng protein và hiệu suất trích ly 68

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu: nước xay đến hàm lượng protein và hiệu suất trích ly 70

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ nước xay và thời gian xay đến hàm lượng protein 73 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ nước xay và thời gian xay đến hiệu suất trích ly 75

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của tỷ lệ dầu : nước đến độ bền hệ nhũ tương 77

Bảng 3.6: Điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát tỷ lệ dầu : nước 77

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của tỷ lệ dầu : lecithin đến độ bền hệ nhũ tương 80

Bảng 3.8: Điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát tỷ lệ dầu : lecithin 81

Bảng 3.9: Điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng xanthan gum, tinh bột biến tính 84

Bảng 3.10: Độ nhớt của các mẫu nhũ tương so với mẫu kem ngoài thị trường (Vinamilk) 84

Bảng 3.11: Điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng CMC 86

Bảng 3.12: Độ nhớt của các mẫu nhũ tương so với mẫu kem ngoài thị trường (Vinamilk) 87

Bảng 3.13: Điểm cảm quan vị thu nhận từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng đường 88

Bảng 3.14: Điểm cảm quan cấu trúc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 90

Bảng 3.15: Điểm cảm quan mùi vị thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 92

Bảng 3.16: Điểm cảm quan màu sắc thu nhận từ thí nghiệm khảo sát thời gian - nhiệt độ thanh trùng 94

Bảng 3.17: Bảng kết quả cảm quan sản phẩm hoàn thiện theo TCVN 3215 – 79 97

Bảng 3.18: Bảng điểm chất lượng sản phẩm theo TCVN 3215 – 79 98

Bảng 3.19: Thang điểm đánh giá mức độ ưa thích đối với sản phẩm 99

Bảng 3.20: Bảng điểm đánh giá mức độ ưa thích đối với sản phẩm 100 Bảng 3.21: Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm hoàn thiện 101 Bảng 3.22: Kết quả kiểm tra vi sinh sản phẩm hoàn thiện 101

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trên thị trường hiện nay, sữa không chỉ tồn tại ở dạng lỏng mà còn được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác trong đó phải kể đến là sản phẩm kem tươi Vì nước ta là một nước có khí hậu nóng ẩm nên kem được khá nhiều người tiêu dùng ưa thích, nhất là vào mùa hè Chính vì vậy mà công nghệ sản xuất kem tươi không ngừng được cải tiến để nâng cao chất lượng nhằm thu hút sự lựa chọn của người tiêu dùng

Tuy nhiên, hiện nay số lượng người ăn thuần thực vật (plant based) ngày càng gia tăng mà nguồn gốc của các sản phẩm kem tươi đều được làm từ sữa động vật nên hầu hết những người ăn thuần thực vật đều không sử dụng được Mặt khác, nguyên nhân chính không thể không nhắc đến là do sự xuất hiện của đường lactose có sẵn tự nhiên trong sữa bò đã làm ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa của người tiêu dùng bị dị ứng với đường lactose Vì vậy, sản phẩm kem tươi không thể đáp ứng được nhu cầu ăn uống của họ

Theo bà Lu Ann Williams, Giám đốc Sáng tạo của Innova Market Insights: “Tăng cường sản phẩm nguồn gốc từ thực vật là một trong những xu hướng tiêu dùng nổi bật của năm 2017 Người tiêu dùng đang ngày càng quan tâm nhiều hơn tới các sản phẩm sữa có nguồn gốc từ thực vật và những sản phẩm không chứa lactose (có nhiều trong sữa động vật)” Theo dự đoán, các sản phẩm đồ uống thay thế sữa từ động vật trên thị trường thế giới sẽ đạt 16,3 tỷ USD vào năm 2018 Trong đó, thị trường sữa có nguồn gốc thực vật tăng 20% Đa phần người tiêu dùng chuyển sang lựa chọn sữa có nguồn gốc thực vật vì các lí do như dị ứng với sữa động vật, ăn thuần thực vật và ăn kiêng (do không chứa thành phần từ động vật) Ngoài ra, người béo phì hay những người đang áp dụng chế độ ăn uống nghiêm ngặt cũng có xu hướng sử dụng sữa thực vật vì có vị ngọt và béo tự nhiên, giúp giảm cảm giác thèm ăn mà vẫn bổ sung năng lượng và khoáng chất cần thiết.

Vì vậy, để tạo ra một sản phẩm không chứa đường lactose, không cholesterol mà vẫn bổ sung thêm hàm lượng chất đạm và chất béo cần thiết cho sức khỏe người tiêu

dùng, tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất

kem thuần chay (plant - based)” nhằm đa dạng hóa cho thực phẩm chay và người ăn

“plant based” cũng như đáp ứng được nhu cầu sử dụng sản phẩm cho phần lớn người tiêu dùng trên thị trường

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1 HỆ BỌT [3]

1.1.1 Khái niệm chung về bọt thực phẩm

Các bọt thực phẩm là những hệ phân tán của các bọt khí trong một pha liên tục là lỏng hoặc bán rắn có chứa một chất hoạt động bề mặt hoà tan Trong nhiều trường hợp khí là không khí (thường là khí carbonic) và pha liên tục là một dung dịch hoặc một huyền phù nước chứa protein Kích thước các bóng bọt của một bọt thực phẩm có thể có đường kính từ 1µm đến hàng cm phụ thuộc vào sức căng bề mặt, độ nhớt của chất lỏng, sự cung cấp thêm năng lượng v.v

Các loại bánh phồng, một số bánh ngọt, lòng trắng trứng đánh dậy bọt, kem đá, bọt bia và ruột bánh mỳ là những loại bọt thực phẩm với kết cấu rất khác nhau Một số bọt thực phẩm là những hệ thống keo rất phức tạp Chẳng hạn như kem đá thường chứa một nhũ tương, một huyền phù các tinh thể đá phân tán, một gel polysaccharide, một dung dịch đường và protein đậm đặc và các bọt không khí

Muốn tạo bọt bền nghĩa là muốn cho bề mặt liên pha chống lại được hiện tượng hợp bọt, người ta phải đưa vào hệ những chất bảo vệ gọi là những chất sinh bọt Những chất này có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt liên pha và tạo nên một vật chắn bảo vệ có tính đàn hồi giữa các bọt khí Một số protein có khả năng tạo ra một màng mỏng bảo vệ khi được hấp thụ vào bề mặt liên pha khí/lỏng Trong trường hợp này, vách giữa hai bọt kề nhau được cấu tạo từ hai màng mỏng protein ngăn cách nhau bằng một lớp chất lỏng

1.1.2 Sự hình thành bọt

* Có thể tạo bọt bằng cách chuyển các bọt của một khí qua một vật rắn có lỗ vào trong một dung dịch nước của protein có nồng độ khoảng 0,01 - 2% P/V

Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn sự hình thành bọt

Thể tích của phần khí trong bọt được tính : 100x(B/E)

Các "nhũ tương khí" đầu tiên sẽ bị phá huỷ rồi tiếp đến một lớp bọt thực ở trên cùng tự tách ra Lớp này là thể tích lớn của pha bị phân tán, gồm các bóng bọt bị biến dạng thành những cấu trúc đa diện do sức nén Nếu đưa vào một lượng khí rất lớn thì chất lỏng có thể hoàn toàn chuyển thành bọt Có thể thu được một thể tích bọt rất lớn ngay cả khi đi từ dung dịch protein loãng

* Cũng có thể tạo ra bọt bằng cách khuấy mạnh một dung dịch nước của protein khi có mặt một lượng khí rất nhiều Sự khuấy mạnh trong nhiều trường hợp là phương pháp thích hợp để tạo bọt cho các sản phẩm thực phẩm So với phương pháp sục bọt thì khuấy mạnh sử dụng lực cơ học (nhất là lực cắt) mạnh hơn nên sự phân tán bọt đồng đều hơn Các lực cơ học tác động đồng thời đến sự hợp giọt và sự tạo ra bóng bọt và cũng ngăn cản sự hấp thụ của protein vào bề mặt liên pha do đó nhu cầu protein lớn hơn (nồng độ từ 1 đến 40% P/V) ở phương pháp này thể tích không khí trộn vào là tối đa do đó sự tăng thể tích là từ 300 đến 2000%

* Có thể tạo bọt bằng cách hạ thấp bất thình lình áp suất của một dung dịch đã được nén thích hợp Chẳng hạn khi làm kem đánh dậy bọt, khí được cấp từ một bơm sục khí

1.1.3 Độ bền của bọt

* Các hiện tượng làm cho bọt không bền

- Sự rút chất lỏng (hay sự chảy chất lỏng) của vách (màng lỏng) do trọng lực, do hiệu số áp suất và (hoặc) do sự bốc hơi Trong các hệ bọt mật độ thấp, các bọt khí có xu hướng ép mạnh lẫn nhau làm tăng sự chảy của màng chất lỏng Sự chảy sẽ giảm khi pha lỏng có độ nhớt cao và độ nhớt của màng protein bị hấp phụ tăng Độ nhớt này phụ thuộc vào cường độ của các phản ứng protein-protein và protein-nước

- Sự khuếch tán khí từ các bọt khí có kích thước nhỏ sang các bọt khí có kích thước lớn hơn Sự khuếch tán xảy ra do sự hòa tan khí trong pha nước

- Sự phá huỷ của vách lỏng ngăn cách các bọt khí, đưa đến sự hợp nhất, làm tănng kích thước của bọt khí và dẫn đến phá vỡ hệ bọt Thường thì có một sự phụ thuộc lẫn nhau giữa sự rút chất lỏng và sự phá huỷ vì sẽ làm tăng và sẽ làm giảm độ dày và độ bền của vách lỏng Nếu các màng mỏng protein được hấp thụ có độ dày và độ đàn hồi thì sẽ chịu được sự phá huỷ

* Ba nhân tố quan trọng nhất có tác dụng làm cho bọt bền là :

- Có sức căng bề mặt liên pha yếu; - Có độ nhớt của pha lỏng cao;

- Có màng mỏng protein được hấp thụ bền và đàn hồi

Để có một bọt bền thì màng protein tạo thành xung quanh mỗi bọt khí phải dày, cố kết, đàn hồi, liên tục và không thấm khí Các protein hình cầu có khối lượng phân tử cao và khó bị giãn mạch ở bề mặt sẽ tạo được những màng hấp thụ dày do đó làm cho bọt rất bền Có thể tạo ra được các màng mỏng bền như thế thì nhiều lớp protein đã bị giãn mạch từng phần trước tiên phải tự liên hợp lại với nhau ở bề mặt liên pha bằng các tương tác ưa béo và có thể bằng cả liên kết hydro và liên kết tĩnh điện

Để các protein làm bền được bọt tốt, thì các protein phải có khả năng di chuyển từ vùng có sức căng bề mặt liên pha yếu đến vùng có sức căng bề mặt cao, kéo theo các phân tử nước và tái thiết lập được độ dày ban đầu của vách

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành và ổn định bọt

Độ hoà tan của protein: protein có độ hoà tan cao sẽ cho năng suất tạo bọt tốt và

độ bền của bọt cao, song các tiểu phần protein không hoà tan (như các protein của tơ cơ, các micelle và các protein khác ở điểm đẳng nhiệt) dường như cũng có tác dụng làm bền bọt do khả năng làm tăng độ nhớt bề mặt của chúng

Độ pH: ở pH đẳng điện của protein độ giãn nở không cao lắm nhưng độ bền của

bọt lại khá tốt (đó là trường hợp của globin ở pH=5÷6, của gluten ở pH=6,5÷7,5) là do ở pI các lực hút tĩnh điện giữa các phân tử sẽ làm tăng độ dày và độ cứng của màng mỏng protein ở bề mặt liên pha không khí/nước Song với một số protein độ bền của bọt tăng lên khi pH cực đại có lẽ là do sự tăng độ nhớt Lòng trắng trứng có khả năng tạo bọt tốt ở pH tự nhiên (pH=8÷9) cũng như ở pH đẳng nhiệt của nó (pH=4÷5) Phần lớn các bọt thực phẩm được tạo ra ở những pH khác với pI của các hợp phần protein của chúng

Các muối: cũng có thể ảnh hưởng đến độ hoà tan, độ nhớt, độ giãn mạch, và khả

năng tập hợp của protein do đó mà làm thay đổi tính chất tạo bọt, NaCl thường làm tăng độ giãn nở và làm giảm độ bền của bọt, có lẽ là do nó làm giảm độ nhớt của dung dịch protein Các ion Ca2+ cũng làm tăng độ bền do chúng có khả năng tạo ra các cầu nối giữa các nhóm carboxyl của protein

Các đường: saccharose và các đường khác thường làm giảm giãn nở của bọt,

nhưng lại làm bọt có độ bền tốt hơn vì chúng có khả năng làm tăng độ nhớt chung của bọt (khi làm các thực phẩm có bọt người ta thường thêm đường vào giai đoạn cuối khi sự giãn nở của bọt đã xảy ra xong) Các glucoprotein của lòng trắng trứng (ovomuxin, ovalbumin) cũng có tác dụng làm bền bọt vì chúng có khả năng hấp thụ và giữ nước trong các vách Lipid bị nhiễm vào dù ở nồng độ nhỏ (gần 0,1%) cũng sẽ làm xấu nghiêm trọng các tính chất tạo bọt của protein

Nồng độ protein: khi tăng nồng độ protein trong một khoảng rộng (đến 10%)

người ta nhận thấy bọt tăng độ bền nhiều hơn là tăng thể tích, và có thể đạt tới sự giãn nở cực đại khi nồng độ protein trong pha lỏng ban đầu là vào khoảng từ 2÷8% (P/V) Ở nồng độ này sẽ có một độ nhớt thích hợp và chiều dày của màng mỏng được hấp thụ cũng thích hợp Sự "lão hoá" các dung dịch protein trước khi tạo bọt thường rất có lợi cho độ bền của bọt, co thể là do sự gia tăng các tương tác protein-protein nên các màng mỏng protein tạo thành sẽ dày hơn

Thời gian và cường độ khuấy: để tạo được bọt vừa ý, thì thời gian và cường độ

khuấy có tác dụng đến độ giãn mạch và độ hấp thụ thích hợp của protein Song khi khuấy mạnh quá sẽ làm giảm sự giãn nở và độ bền của bọt Đặc biệt với lòng trắng trứng thường nhạy với sự khuấy quá thừa Nếu thời gian khuấy lòng trắng trứng hoặc ovalbumin dài quá 6÷8 phút sẽ gây ra hiện tượng tập hợp và đông tụ protein từng phần ở bề mặt liên pha không khí/nước Các phần protein không được hoà tan này sẽ không được hấp thụ trực tiếp vào do dó độ nhớt của vách lỏng không đủ để tạo cho bọt một độ bền tốt

Xử lý nhiệt: nếu xử lý nhiệt vừa phải trước khi hình thành bọt sẽ cải tiến các tính

chất tạo bọt của protein đậu tương (gia nhiệt 70÷80oC), protein lactoserum (40÷60oC), lòng trắng trứng Các xử lý nhiệt này sẽ làm tăng độ giãn nở nhưng có thể làm giảm độ bền Nếu gia nhiệt cao quá sẽ làm xấu khả năng tạo bọt của protein Khi đun nóng bọt sẽ làm không khí trương nở, giảm độ nhớt, phá huỷ các bóng bọt và chọc vỡ mạng lưới, trừ khi do khả năng tạo gel của protein đã thiết lập được một màng cứng đủ để làm bền bọt Các bọt tạo ra từ lòng trắng trứng thường giữ được cấu trúc của chúng trong quá trình gia nhiệt, trong khi đó các bọt từ lactoserum lại ít bền với nhiệt hơn

1.1.5 Vai trò của protein trong các thực phẩm có kết cấu bọt

Protein là chất tạo bọt và làm bền bọt Sự hình thành hệ bọt liên quan đến sự khuếch tán các protein đến bề mặt phân chia pha không khí/nước Ở đó chúng cần duỗi ra, tập trung lại và trải dài ra một cách tức thời để làm giảm sức căng bề mặt phân chia Các phân tử có khối lượng thấp, nghèo cấu trúc bậc 2, 3 sẽ tác dụng một cách hiệu quả

như một chất hoạt động bề mặt Sự hấp phụ của protein lên bọt được thực hiện qua các vùng kỵ nước

Các protein có khả năng tạo bọt tốt là lòng trắng trứng, globin và hemoglobin, gelatin, các protein của lactoserum, các micelle casein, casein β, các protein của lúa mì, các protein của đậu tương và một số dịch thuỷ phân của protein

Trong các thực phẩm có kết cấu bọt việc làm bền các bọt là do protein Chẳng hạn, ở lòng trắng trứng đánh dậy bọt, các bọt được ổn định là nhờ pha liên tục bị đông tụ:

- Các protein của lòng trắng trứng được hấp thụ vào bề mặt liên pha khí/nước bị đông tụ do "đánh khuấy" hoặc do gia nhiệt sẽ tạo ra màng cứng làm cho bọt được bền Ở bánh mì, khi nướng các protein của gluten bị đông tụ tạo thành chắc do đó bảo vệ được bọt

- Trong kem đá là một hệ thống vừa nhũ tương vừa bọt, thành phần thường có sữa, kem, đường, chất thơm và một lượng chất làm bền không quá 1% Hỗn hợp được thanh trùng trong 25÷30 phút ở nhiệt độ 65÷82oC, để vài giờ ở nhiệt độ 4oC Khi đó các chất béo đóng rắn làm cho kem có kết cấu khô, tác nhân làm bền sẽ tạo gel với pha nước làm tăng độ nhớt của hỗn hợp do đó sẽ ngăn cản hoặc làm giảm sự tạo thành các tinh thể đường và tinh thể đá Đánh khuấy thêm để tránh tạo ra tinh thể đá to Làm lạnh nhanh đến nhiệt độ -6oC Đánh khuấy với không khí để tạo bọt, tạo độ giãn nở và tăng thể tích, sau đó để kem ở nhiệt độ không quá -18oC Trong trường hợp này bọt bền là do màng protein tạo gel và đông lại

Hiện tượng kem bị "vỡ” rất nhanh khi tan chảy là do màng protein bao quanh mỗi bọt khí quá mềm nên không khí từ các bọt thoát ra

Protein đậu tương được coi là một trong số các chất tạo bọt thực phẩm, khả năng tạo bọt của protein đậu tương rất khác nhau, và tăng đáng kể khi có sự thuỷ phân hạn chế, độ bền của bọt protein chưa biến tính cao hơn độ bền bọt của concentrat protein và isolat protein

1.2 HỆ NHŨ TƯƠNG [4]

Nhũ tương là một hỗn hợp của hai hay nhiều chất lỏng không hòa tan trong nhau Trong đó pha nội hay pha phân tán là các giọt nhỏ được phân tán trong pha ngoại hay pha liên tục Trong hầu hết thực phẩm, các giọt nhỏ có đường kính 0,1 - 100µm

Hình 1.2: Hệ nhũ tương

Phần lớn các nhũ tương trong thực phẩm tồn tại ở hai dạng cơ bản:

- Hệ nhũ tương W/O: nước trong dầu, tức là nước ở dạng phân tán, dầu ở dạng pha liên tục Ví dụ: bơ, magarine,…

- Hệ nhũ tương O/W: dầu trong nước, tức là dầu ở dạng phân tán còn nước ở dạng pha liên tục Ví dụ: mayonnaise, sữa, kem, súp,…

- Hệ nhũ tương phức tạp hơn như: W/O/W hoặc O/W/O và còn hơn thế nữa, gồm những giọt nước phân tán trong những giọt dầu lớn và chính những giọt dầu này lại phân tán trong pha liên tục

Thuật ngữ “nước” chỉ một chất lỏng phân cực Thực tế, nước trong các hệ nhũ tương không tồn tại dưới dạng tinh khiết mà còn chứa các chất hòa tan được trong nước như: đường, acid hữu cơ, một số muối khoáng và vitamin,… Tương tự, thuật ngữ dầu chỉ một chất lỏng không phân cực cũng có thể chứa các hợp chất tan được trong nó như: lipid, hydrocacbon, serin, sáp,… Nhiều nhũ tương thực phẩm còn chứa cả bọt khí và các chất rắn bị phân tán

1.2.2 Điều kiện làm bền nhũ tương

Nhũ tương là hệ không bền nhiệt động Các giọt có khuynh hướng hợp giọt với nhau để tạo ra giọt to hơn, cuối cùng phân thành hai lớp, tách ra và không thành nhũ tương nữa Để làm cho nhũ tương bền, nghĩa là để các giọt ở trạng thái phân tán bền, người ta dùng các chất khử nhũ hóa

Cho các chất điện ly vô cơ vào để làm cho các giọt tích điện và đẩy nhau

- Thêm các chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực để chúng hướng hai cực háo nước và ưa béo của chúng vào hai phía của bề mặt liên pha dầu/nước do đó làm giảm được sức căng bề mặt giữa hai pha

- Sử dụng những chất cao phân tử hòa tan được trong pha liên tục, như

polysaccharide để làm tăng độ nhớt của pha liên tục, hoặc như protein để hấp phụ vào bề mặt liên pha Khi protein được hấp phụ vào bề mặt liên pha giữa các giọt dầu phân tán và pha nước liên tục sẽ tạo ra những tính chất cơ lý như độ dày, độ nhớt, độ đàn hồi, độ cứng có tác dụng bảo vệ làm cho các giọt không họp giọt được Ngoài ra, phụ thuộc vào pH, sự ion hóa của các nhóm bên protein cũng sẽ tạo ra lực đẩy tĩnh điện làm bền nhũ tương

1.3 GIỚI THIỆU VỀ KEM TƯƠI [1,2]

1.3.1 Lịch sử hình thành

Ngày nay, kem là một sản phẩm được tiêu thụ rộng rãi ở mọi quốc gia, và thu hút người tiêu dùng ở mọi lứa tuổi khác nhau, nhưng ít người biết rằng kem có một lịch sử khá lâu đời Kem ăn xuất hiện ở thế kỷ thứ 4 trước công nguyên, ở các quốc gia như La Mã, Trung Hoa phục vụ cho vua chúa bằng cách lấy đá lạnh trên các đỉnh núi cao về trộn với các loại trái cây hoặc sữa tạo thành món “kem”

Theo truyền thuyết thì Marco Polo đã mang bí quyết chế biến kem từ Trung Quốc về Mỹ, sau này người Mỹ đã biến việc sản xuất kem thành một nền công nghệ chế biến phát triển mạnh mẽ Năm 1946, bà Nancy Johnson người New York đã phát minh ra một loại tủ lạnh chuyên dùng để chứa kem, máy làm kem ngày nay được mang tên “Johnson Patent lce-Cream Ereezer ”

Năm 1962, công nghệ làm kem thương mại lần đầu tiên được cấp bằng sáng chế Cùng với thời gian, ngành sản xuất kem phát triển mạnh mẽ cho ra đời nhiều dòng sản phẩm: kem hộp, kem ly, kem chocolate, kem trái cây, kem vani, kem trở thành món ăn trắng miệng ưa thích của cả trẻ em lẫn người lớn

Kem là món ăn ngọt dạng đông lạnh được làm từ các sản phẩm từ sữa và thường được kết hợp với các loại trái cây và các hương vị khác như vani, chocolate… Kem được làm ngọt bằng đường hoặc các chất tạo ngọt có thể thay thế đường (sữa, mật ong…) Hỗn hợp này được đồng hoá đều để nước đá không kết tinh được, và cuối cùng thành

chocolate hay cà phê) Ví dụ như:

- Kem hoa quả gồm có: Kem dưa hấu, kem xoài, kem chuối, kem sầu riêng, kem cherry (anh đào), kem dâu tây, kem dừa

- Kem "hương vị ngọt" gồm có: kem caramen, kem chocolate, kem vani, kem đậu xanh, kem đậu nành

1.3.4 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm kem

● Các chỉ tiêu cảm quan:

- Màu sắc: kem có màu kem nhạt đến các màu sắc khác tuỳ vào hương vị của kem - Trạng thái: sau khi khuấy đều, toàn bộ lượng kem có trạng thái đồng nhất, hơi sệt (dễ chảy) không vón cục

- Mùi vị: có vị ngọt đặc trưng của kem ● Các chỉ tiêu hóa lý:

- Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 8.0% khối lượng - Hàm lượng chất khô (trừ đường): không nhỏ hơn 28% - Hàm lượng nước: 25 – 27% khối lượng tổng

- Độ acid không lớn hơn 50ml NaOH 0.1N dùng trung hòa 100g sản phẩm

- Hàm lượng kim loại nặng: không ảnh hưởng đến sức khỏe con người nhưng không được lớn hơn mức bình thường trong công nghiệp

- Hàm lượng chất ổn định: thành phần không lớn hơn 0,3% tổng khối lượng ● Các chỉ tiêu vi sinh:

- Không được có mặt các vi sinh vật gây bệnh trong sản phẩm: Staphylococcus

aureus, Salmonella enteropathogenic, Escherichia coli, Vibrio parahemolyticus, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni, Yersinia enterocolitica

- Tổng số vi sinh vật hiếu khí: không được lớn hơn 5.104 cfu/g - Trong 1ml mẫu kiểm tra, không có sự xuất hiện của Coliform

Quê hương của đậu nành là Đông Nam Châu Á, nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ, nước Mỹ sản xuất 75 triệu tấn đậu nành năm 2000, trong đó hơn một phần ba được xuất khẩu Các nước sản xuất đậu nành lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ

Tại Việt Nam, đậu nành được trồng nhiều ở miền núi, vùng trung du phía Bắc (Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang), chiếm hơn 40% diện tích đậu nành cả nước, ngoài ra, còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây, Đồng Nai, Daklak và Đồng Tháp, theo ông Nguyễn Trí Ngọc, Cục trưởng Cục trồng trọt, mỗi năm cả nước trồng khoảng 200 nghìn ha đậu nành, chủ yếu vụ đông, với sản lượng khoảng 300 nghìn tấn/năm Tuy vậy sản lượng này mới đáp ứng được 25% nhu cầu sử dụng trong nước, và nhu cầu này tăng bình quân 10%/năm

B Hệ thống phân loại

Giới: Plantae

Ngành:Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Fabales

Họ: Fabaceae

Phân họ: Faboideae Chi: Glycine

1.4.1.2 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của đậu nành

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong hạt đậu nành Thành phần Tỷ lệ Protein

(%)

Lipid (%) Cacbohydrate (%)

A Protein đậu nành và thành phần acid amin

Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần Protein chiếm 1 tỷ lượng rất lớn, protein đậu nành được tạo ra bởi các acid amin, trong đó có đủ các loại acid amin không thay thế (ngoại trừ hàm lượng Methionin thấp) còn các acid amin khác có hàm lượng khá cao tương đương lượng acid amin có trong thịt và một số thực phẩm quan trọng Vì vậy, đậu nành được coi như là nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh cho cơ thể

Hàm lượng Protein dao động trong hạt đậu nành từ 29,6 – 50,5%, trung bình 36 - 40% Các nhóm protein đơn giản như Anbumin (6-8%), Globulin (25-34%), Glutein (13-14%), Prolamin chiếm lượng nhỏ đáng kể Có thể nói protein đậu nành gần giống protein trứng

Bảng 1.2: Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng (g/100g protein)

Loại acid amin Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo Giá trị được đề nghị bởi FAO - OMS

Glyceride đậu nành chứa nhiều acid béo không no khoảng 50 – 60% acid Linoleic nên dầu đậu nành được coi là thực phẩm có giá trị sinh học cao

Lecithin đậu nành: chiếm 3% trọng lượng hạt, là một loại phosphatid phức tạp, và được sử dụng nhiều làm chất nhũ tương, chất chống oxi hoá trong chế biến thực phẩm (ví dụ : magarine, bánh kẹo, chocolate ), trong dược phẩm và mỹ phẩm

Do tính chất của lipid là tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete etylic, ete dầu hỏa, benzen,cloroform, ) và không tan trong nước, nhẹ hơn nước Nhờ những tính chất này, người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành

Các hợp chất màu (clorofin, caroten, ) có hàm lượng trong hạt và trong dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng Do đó phương pháp ép dầu nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với phương pháp ép dầu nguội

Hạt còn non hay bảo quản hạt đậu nành ở điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu một thì lượng acid béo tự do càng lớn (phẩm chất hạt kém)

C Cacbonhydrate

Cacbonhydrat trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng chất khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể Cacbonhydrate được chia làm 2 hai loại:

- Đường tan 10%, Sucrose 5%, Stachyose 4%, Raffinose 1%

- Chất xơ không tan 20%, hỗn hợp Polysaccharide và dẫn xuất của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chất của acid peptid

Bảng 1.3: Thành phần Cacbonhydrate của đậu nành

Cellulose Hemicellulose

Stachyose Raffinose Saccharose Các loại đường khác

4,0 15,4

3,8 1,1 5,0 5,1

D Chất khoáng

Thành phần khoáng chiếm tỷ lệ thấp khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành, trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn, Fe…

Bảng 1.4: Thành phần chất khoáng của đậu nành

Ca P Mn

Zn Fe

0.16 – 0.47 0.41 – 0.82 0.22 – 0.44 37mg/kg 90 – 150mg/kg

E Vitamin

Hạt đậu nành chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho sự phát triển cơ thể, nhưng hàm lượng vitamin trong đậu nành rất thấp và dễ bị mất trong quá trình chế biến.Trong đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C và vitamin D

Bảng 1.5: Thành phần vitamin trong đậu nành

F Một số enzyme trong đậu nành

Enzyme là chất xúc tác sinh học, phải làm tăng tốc độ quá trình biến đổi trong cơ thể Bao gồm các enzyme sau:

- Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua thành ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống

- Phospholipase: thủy phân este của acid acetic

- Lipoxienase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo

- Amylase: là enzyme thủy phân tinh bột gồm hai loại enzyme α – amylase và β – amylase chiếm một tỷ lệ khá lớn trong hạt đậu nành Người ta thường bổ sung enzyme amylaza trong chế phẩm đậu nành có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em, cung cấp chất đạm cần thiết cho con người

G Tro

Trong đậu nành tro chiếm hàm lượng khoảng 4,6%

Bảng 1.6: Thành phần tro của đậu nành

K2O Na2O

KO CL MgO Chất khác

0.6 – 2.18 0.41 – 0.44 1.91 – 2.64

0.38 0.23 – 0.63

0.025 0.22 – 0.55

1.17

Dầu dừa là một loại dầu ăn được chiết tách từ cơm dừa Dầu dừa sẽ có màu vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng của dừa, không có vị và chứa hơn 80% acid béo đa bão hòa Dầu dừa là nguồn cung cấp chất béo không chứa cholesterol lý tưởng Ở vùng nhiệt đới, dầu dừa là nguồn cung cấp chất béo quan trọng trong các bữa ăn của người dân Dầu dừa được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, và công nghiệp Do tính ổn định nên dầu dừa ít bị oxy hóa, và do hàm lượng chất béo no cao nên có thể bảo quản trong thời gian dài Food and Drug Administration Hoa Kỳ, WHO, Viện dinh dưỡng quốc tế, United States Department of Health and Human

Services, American Dietetic Association, American Heart Association, British

National Health Service, và Dietitians of Canada khuyến nghị hạn chế dùng một lượng

lớn dầu dừa do hàm lượng chất béo no cao

Hình 1.6: Công thức cấu tạo của đường Saccharose

● Tính chất vật lý:

- Dạng tinh thể đơn, trong suốt, không màu, nhiệt độ nóng chảy khoảng 186 – 188oC - Dễ tan trong nước và độ hòa tan tăng theo nhiệt độ và còn phụ thuộc vào các chất không đường như các muối: KCl, KBr, NaCl… và không tan trong dầu hỏa,

chloroform, benzene, ancol

- Độ nhớt dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ

- Độ ngọt: nếu lấy độ ngọt của saccharose là một thì các độ ngọt của các loại đường khác như sau:

+ Lactose: 0,16 + Glucose: 0,74 + Manose: 0,32 + Fructose: 1,73

- Độ quay cực: dung dịch đường saccharose có tính quay phải, độ quay cực của saccharose ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ

- Tác dụng của chất oxy hóa: saccharose khó bị oxy hóa nên nhiệt độ thường oxy và ozon tự do đều không có tác dụng Khi đốt saccarose cũng như các hợp chất hữu cơ

khác cũng cho CO2 và H2O, nếu dùng các chất oxy hóa khác nhau sẽ tạo các hợp chất khác nhau

- Khi đun nóng ở nhiệt độ cao khoảng 160 – 180oC thì saccharose bị caramen hóa tạo hợp chất màu vàng nâu

Bảng 1.7: Bảng các chỉ tiêu cảm quan của đường kính theo TCVN 6958:2001

Trạng thái

Tinh thể trắng, kích thước đồng dều, tơi khô, không vón cục

Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có mùi vị khác lạ

Màu sắc

Thượng hạng

Tất cả các tinh thể đều trắng sáng, khi pha trong

nước cất tạo dung dịch đường trong suốt

Hạng 1

Tất cả các tinh thể đều trắng, khi pha trong nước dung dịch

đường khá trong

Hạng 2

Tinh thể màu trắng ngà nhưng không được lẫn hạt có màu sậm hơn, dung dịch

nước đường tương đối trong

Bảng 1.8: Bảng các chỉ tiêu hóa lý của đừờng kính theo TCVN 6958:2001

1.5.2 Nước

Nước được xem là nguồn nguyên liệu vô cùng quan trọng trong ngành công nghệ sản xuất thức uống Trong tất cả các sản phẩm đồ uống thì hàm lượng nước chiếm một tỷ lệ cao hơn nhiều so với các hợp chất hóa học khác Thành phần, tính chất hóa lý, chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm tạo thành

Tiêu chuẩn Việt Nam 5502:2003 quy định 3 loại nước như sau:

• Loại 1: Không có chất nhiễm bẩn hoà tan hoặc keo ion và hữu cơ, đáp ứng những yêu cầu phân tích nghiêm ngặt nhất bao gồm cả những yêu cầu về sắc ký chất lỏng đặc tính cao; phải được sản xuất bằng cách xử lý trực tiếp từ nước loại 2, ví dụ thẩm thấu ngược hoặc khử ion hoá sau đó lọc qua một màng lọc có kích thước lỗ 0,2 µm để loại bỏ các chất dạng hạt hoặc chưng cất lại ở một máy làm bằng silic acid nóng chảy • Loại 2: Có rất ít chất nhiễm bẩn vô cơ, hữu cơ hoặc keo và thích hợp cho các mục tiêu phân tích nhạy, bao gồm cả quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và xác định các thành phần ở lượng vết; phải được sản xuất bằng cách chưng cất nhiều lần hoặc bằng cách khử ion hoá hoặc thẩm thấu ngược sau đó chưng cất

• Loại 3: Phù hợp với hầu hết các phòng thí nghiệm làm việc theo phương pháp ướt và điều chế các dung dịch thuốc thử; phải được sản xuất bằng cách chưng cất một lần, khử ion hoá hoặc thẩm thấu ngược Nếu không có quy định nào khác, loại này được dùng cho phân tích thông thường

Yêu cầu chất lượng của nước dùng trong sản xuất thực phẩm nói chung và đồ uống nói riêng đều rất cao

Bảng 1.9: Bảng chỉ tiêu của nước sử dụng trong thực phẩm theo TCVN 5502:2003

21 Hàm lượng nitrit, tính theo nitơ mg/L ≤ 1 22 Hàm lượng sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+) mg/L ≤ 0,5

NTU (Nephelometric Turbidity Unit): Đơn vị đo độ đục

MNP/100mL (Most Probable Number/100mL): Mật độ khuẩn lạc trong 100mL

pCi/L (picocuries/L): Đơn vị đo độ phóng xạ Picocuri trên lít

1.5.3 Lecithin - Phụ gia ổn định hệ nhũ tương 1.5.3.1 Khái niệm

Là chất làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước và phần hóa béo

Chất nhũ hóa được sử dụng nhằm tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó Đồng thời, nó còn làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ Chất nhũ hóa đa số là ester của acid béo và rượu

1.5.3.2 Cấu tạo và tính chất

Lecithin là chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc tự nhiên như: đậu nành, hướng dương, lòng đỏ trứng… Nhiều thập niên trước đây, lecithin từ lòng đỏ trứng được sử dụng trong sản xuất magarine Tuy nhiên, vì quá đắt nên hiện nay các loại lecithin có mặt trên thị trường hầu hết được sản xuất từ đậu nành với cái tên thương mại Lecithin

Lecithin trong tự nhiên bao gồm hỗn hợp của các phospholipid và các lipid khác, hầu hết phospholipid trong lecithin là phosphatidylcholin (PC),

phosphatidylethanolamine (PE) và phosphatidylinositol (PI) và các phospholipid khác Lecithin là bột màu vàng trơn, để ra không khí biến thành màu nâu, tan trong nước, cồn nóng, chloroform và dầu, không tan trong aceton Lecithin cung cấp cho cơ thể cholin và inositol

Theo Willstatter, lecithin gồm acid glycerophosphoric, acid béo và choline Hai phân tử acid béo cùng nằm trên cùng một hướng Đuôi của acid béo chứa gốc kị nước (CH3) tạo nên phần kị nước cho lecithin

Liên kết C2-C3 ở gốc glycerin có thể bị quay một góc 180o làm cho nhóm P phân cực nằm về chiều ngược lại với 2 chuỗi acid béo, hình thành nên đầu ưa nước của lecithin Do cấu trúc đặc biệt đó mà lecithin là phân tử vừa ưa nước vừa kị nước

Hình 1.7: Phosphatidylcholine

Lecithin là một hóa thảo quan trọng, đóng một vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến dưỡng ở khắp các tế bào cơ thể Nó có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuôi dưỡng tốt các tế bào não và hệ thần kinh, nó làm vững chắc các tuyến và tái tạo các mô tế bào cơ thể Nó cũng có công năng cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương và tăng cường sức đề kháng Khi hệ thần kinh thiếu năng lượng, chất lecithin ở đậu nành sẽ hồi phục năng lượng đã mất Đạm chất đậu nành có chứa 30% chất

lecithin, bằng với lượng lecithin có trong lòng đỏ trứng gà Ngoài ra, lecithin cũng có tác dụng giảm lượng cholesterol trong máu nhưng phải với một lượng thật lớn và trường kỳ

Hiện nay, đậu nành là nguồn sản xuất lecithin thương mại chủ yếu Lecithin đậu nành là một hỗn hợp gồm phospholipid (PC,PE,PI ), các triglycerid và một lượng nhỏ các chất khác (acid béo, phytosterol, tocopherol…)

Bảng 1.10: Tỷ lệ % phospholipid trong lecithin đậu nành

Cấu trúc lecithin khiến cho nó trở thành một chất nhũ hoát tương tác tốt giữa dầu và nước Phospholipid - thành phần chính trong lecithin, có một phần ưa nước và một phần kị nước, nó làm cho lecithin trở thành chất tương tác với đồng thời cả dầu và nước

Khi được cho vào, chất nhũ hóa lecithin đóng vai trò giúp duy trì hệ nhũ tương ổn định giữa hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau Đầu kị nước của lecithin sẽ liên kết với các giọt dầu trong hỗn hợp, trong khi đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài và liên kết với nước, điều này khiến các giọt dầu không liên kết được với nhau và làm cho hệ nhũ tương được bền vững

- Lecithin làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng và cho phép chúng kết hợp với nhau, tạo thành một hệ ổn định và chống lại sự phân tán của chúng

- Độ dày của sữa đặc xuất phát từ thực tế: các giọt dầu có sự bao phủ của lecithin không trượt xung quanhh dễ dàng như các giọt dầu không được bao phủ, làm cho toàn bộ hỗn hợp trở nên sánh hơn