Đồ án Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn

ấu trúc tinh thể chất béo ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nóng chảy, do đó tác động đến cấu trúc cuối cùng của sản phẩm. Tinh thể chất béo có 3 dạng : , β, β’ ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 17  là tinh thể ít bền nhất, có độ nóng chảy thấp nhất. β là tinh thể có độ bền trung bình, nhiệt độ nóng chảy cao hơn , dài từ 5÷7 μm. β’ là tinh thể có độ bền cao nhất trong 3 loại, nhiệt độ nóng chảy cũng cao nhất, dài 20 ÷ 30 μm. + Một trong những tính chất quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn. Chất béo trong nguyên liệu thường ở dạng hỗn hợp, khi nhiệt độ thay đổi 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 hàm lượng 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 không phân cực (chloroform, ether ethylic, benzen…). Khi cho chất tạo nhũ, triglyceride tạo nhũ tương với nước. + Ngoài ra, chất béo còn là dung môi hòa tan các ch ất màu, tạo nên màu sắc đặc trưng cho sản phẩm thực phẩm nhũ tương. 2. Protein - Protein là những polymer sinh học được cấu tạo từ các L-acid amin, thường xoắn lại thành cấu trúc không gian ba chiều (cấu trúc bậc 3, 4) tạo nên tính chất đặc trưng của protein, thông thường nếu mất cấu trúc này protein sẽ bị mất hoạt tính sinh học. Protein có điểm 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 chế biến. + 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 của protein. Sau quá trình biến đổi đó, độ hòa tan protein giảm, khả năng hydrat hóa giảm, dễ bị thủy phân hơn, độ nhớt dung dịch tăng. + Khi có các điều kiện phù hợp như gia nhiệt rồi hạ nhiệt, acid hóa rồi kiềm hóa nhẹ…, protein sẽ có khả năng tạo gel. Khi đó, protein sẽ biến tính duỗi mạch, tạo ra các nút mạng, có khả năng giữ nước bằng các liên kết khác nhau (liên kết hydro, tĩnh điện, kỵ nước…) - Trong các nguồn nguyên liệu chứa protein được đem đi chế biến thành sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn, protein sữa là nguyên liệu có cấu trúc rất đặc biệt. Protein trong sữa phần 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). Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp thành. Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm bao gồm khoảng 10 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 18 phân tử casein kết hợp lại với nhau. Thành phần các casein s, β, và κ trong tiểu micelle có thể thay đổi theo những tý lệ khác nhau. Các phân tử s và β-casein nằm tập trung tại tâm điểm micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ -casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle. Phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với s và β-casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle. Mỗi 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 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng ion Ca2+ có trong sữa và dao động trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 μm. Các tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng κ-casein khá cao. Do sự bố trí các đầu ưa nước của κ-casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân t ử κ-casein làm cho micelle hòa 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 trở nên không ổn định. Trong trường hợp này nếu như có mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽ liên 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 tách khỏi cấu trúc micelle. Đó là do β-casein có các gốc ưa béo và sự tương tác giữa các gốc ưa béo 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 nhũ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán, đồng thời làm cho chúng không thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới có thể tích lớn hơn. Nếu giá trị sức căng bề mặt trong hỗn hợp nước và dầu càng lớn thì càng khó tạo ra hệ nhũ tương bền. Chất nhũ hóa giúp cho cấu trúc của hệ nhũ tương bền vững, tránh được hiện tượng pha phân tán và pha liên tục phân tách thành 2 lớp riêng biệt. Trong công thức phân tử của nhiều chất nhũ hóa thường chứa hai nhóm : phân cực và không phân cực. Trong hệ nhũ tương, các chất nhũ hóa được phân bố tại vị trí bề mặt tiếp xúc giữa hai pha: đầu phân cực (ưa nước) sẽ nằm trong pha nước/hướng về pha nước và đầu không phân cực (không ưa nước) sẽ nằm trong pha dầu/hướng về pha dầu. Với cách phân bố như trên, các phân tử chất nhũ hóa sẽ hình thành nên một lớp màng bảo vệ quanh các hạt phân 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 phần trong hệ nhũ tương, tạo độ đồng nhất và làm tăng lực liên kết bên trong hệ, do đó tăng độ nhớt của sản phẩm. - Các chất nhũ hóa có thể chia thành hai nhóm chính : + Chất nhũ hóa có nguồn gốc thiên nhiên : một 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)… ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 19 Ngoài ra, một số chất rắn dạng hạt mịn nh ư bentonite, carbon black… cũng có chức năng ổn định hệ nhũ tương. - Người ta có thể phân loại các chất nhũ hóa dựa vào giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo của chúng (hydrophile – lipophile balance value). Đó là t ỷ số giữa phần trăm khối lượng các 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 pháp thực nghiệm và nó thường dao động trong khoảng từ 1 ÷ 20. Nếu chất nhũ hóa có giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo từ 3 ÷ 6, chúng được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương nước trong dầu (w/o). Ngược lại, nếu giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo từ 8 ÷ 18, chất tạo nhũ sẽ thích hợp 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] STT Tên chất nhũ hóa Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo 1 Phospholipid (ví dụ: lecithin) 18 ÷ 20 2 Sodium oleat, potassium oleat 3 Protein (ví dụ: gelatin, albumin…) 4 Sodium stearyl-2-lactylate 5 Glycerol monostearate 2,8 6 Polyglycerol ester 7 Polyoxyethylen sorbitol và các acid béo 8 Ester giữa propylen glycol và acid béo 3,4 9 Ester giữa sorbitol và các acid béo 4,7 10 Alginate 11 Cacboxymethylcellulose 12 Carragennan 13 Guar 14 Gum arabic 15 Methyl cellulose 10,5 16 Pectin 17 Tragacanth 11,9 18 Xanthan Trong công nghiệp thực phẩm, chất nhũ hóa được xem là một phụ gia. Các quy định hiện nay về danh mục phụ gia thực phẩm và liều lượng sử dụng thay đổi tùy thuộc vào tình hình mỗi nước. Yêu cầu chung về các chất nhũ hóa trong chế biến là phải không độc hại đối với sức khỏe người tiêu dùng, không màu, không mùi, không v ị và ít bị biến đổi trong các quá trình xử lý, chế biến và bảo quản. 4. Chất tạo đặc, tạo gel - Hydrocolloid là những polymer sinh học (polysaccharide và protein) tan trong nước hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 20 tạo gel từ hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương… Đó là những chất thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm. Chúng có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thời gian tạo gel hay điện tích. Nhưng phương pháp phân loại thích hợp nhất cho những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt và thời gian tạo gel. - Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợi dựa trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết Hydro. Polysaccharide là polymer từ các monosaccharide, mỗi monosaccharide có một số điểm có khả năng tạo liên kết với Hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc monosaccharide có thể kết hợp với một phân tử nước và vì vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat hóa. Do đó các phân t ử polysaccharide có thể tan được và phân tán đều trong nuớc. Chúng đóng vai trò tạo độ kết dính, tạo đặc, tăng độ nhớt và tạo gel. Khi phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành mạng liên kết. Khả năng tạo gel hay tạo đặc phụ thuộc vào liên kết giữa các phân tử. - Phụ gia tạo gel : + Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử : Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền. Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định.  Cấu trúc các phân tử : Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng ch ỉ tạo cho dung dịch có độ nhớt và độ ổn định. Nhưng phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.  Điện tích phân tử : đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết. + Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch. + Một số phụ gia tạo gel :  Gel thuận nghịch về nhiệt Agar : Gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Kappa carrageenan : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của những muối Kali. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn.Ion K+ liên kết các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 21 Iota carrageenan : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Low methoxyl pectin (LMP) : Gel được tạo thành khi có các ion kim loại hóa trị 2, chủ yếu là calci ở pH thấp. Các phân tử tạo liên kết chéo thông qua các ion. pH th ấp làm giảm lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử. Gellan gum : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Các ion có tác dụng tạo liện kết chéo giữa các chuỗi. Low acyl gellan gel thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối thấp nhưng không thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối cao hơn(100mM) đặc biệt khi có mặt các cation hóa trị 2 Xanthan gum và locust bean gum : Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Đối với locust bean gum những vùng thiếu galactose sẽ tạo tạo nên sự tổ hợp. Các chuỗi Xanthan tổ hợp sau khi chuyển cấu trúc cuộn-xoắn.  Gel không thuận nghịch về nhiệt : Alginate : Gel tạo thành khi có thêm các cation ch ủ yếu là Ca2+ hay ở pH thấp. Các phân tử liên kết chéo với nhau bằng các ion. High methoxyl pectin (HMP) : Gel tạo thành khi có hàm lượng chất khô cao(>50% đường) ở pH thấp 3,5. Hàm lượng đường cao và pH thấp làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử. Sự tổ hợp của các chuỗi còn được tăng cường bằng sự giảm hoạt tính nước. Locust bean gum : Gel tạo thành sau khi đông lạnh dung dịch. - Phụ gia tạo đặc Tất cả các polysaccharide tan được trong nước đều tạo thành dung dịch nhớt, tạo độ đặc do kích thước phân tử lớn. Gum arabic tạo dung dịch có độ nhớt min, guar gum tạo dung dịch có độ nhớt max. Độ nhớt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và điện tích phân tử. + Một số phụ gia tạo đặc :  Xanthan gum : Độ nhớt rất cao, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly, ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao.  Galactomannans (guar and locust bean gum) Đ ộ nhớt rất cao. Không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly nhưng có thể mất độ nhớt ở pH cao hay thấp hay ở nhiệt độ cao.  Carboxymethyl cellulose : Độ nhớt cao nhưng bị giảm khi có chất điện ly và pH thấp.  Methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose : Độ nhớt tăng khi nhiệt độ tăng không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly hoặc pH. II. Các quá trình xử lý 1. Phối trộn (phối chế và đảo trộn) - Đa số sản phẩm thực phẩm nói chung, cũng như thực phẩm dạng bán rắn nói riêng không phải chế biến từ một loại nguyên liệu mà gồm nhiều loại khác nhau. Để tạo được sản ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 22 phẩm có đặc trưng cấu trúc, đặc tính và chức năng như mong muốn thì tỷ lệ giữa các thành phần đem đi phối trộn cần được tính toán phù hợp. Nếu thay đổi thành phần nguyên liệu, cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm đều rất dễ bị thay đổi theo. Phối chế là quá trình phối trộn giữa 2 hay nhiều thành phần khác nhau để thu được một hỗn hợp sản phẩm đáp ứng yêu cầu đã định. Còn đảo trộn là quá trình cơ học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau. Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất nguyên liệu, mỗi loại nguyên liệu sẽ tương ứng với một giá trị nhất định tùy thuộc thành phần. Khi tiếp xúc với nhau, các thành phần nguyên liệu đem phối chế trong chế biến thực phẩm có thể dễ dàng hòa tan trong nhau tạo thành một hỗn hợp đồng nhất dưới dạng dung dịch cùng pha. Trong quá trình đảo trộn, dưới tác dụng cơ học của cánh khuấy, các cấu tử trong hỗn hợp tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng khả năng liên kết giữa chúng, do đó độ đồng nhất của sản phẩm càng cao. - Thứ tự phối trộn cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các sản phẩm. Nó sẽ ảnh hưởng trước hết đến sự hình thành liên kết giữa các thành phần nguyên liệu, tạo nên cấu trúc, màu sắc, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. - Tốc độ khuấy đảo ảnh hưởng đến quá trình hình thành liên kết hay tăng trưởng các tinh thể chất béo. Để chọn giá trị thích hợp cho quá trình, người ta dựa vào hàm lượng các chất có trong nguyên liệu ban đầu. Nếu chế độ khuấy trộn không thích hợp, sản phẩm sẽ không hình thành được chất lượng như mong muốn. Chẳng hạn khi chế biến mayonnaise, nếu các thành phần nguyên liệu ban đầu không được tiến hành khuấy trộn thì hệ nhũ tương đồng nhất không thể nào tạo thành, và nếu khuấy trộn với tốc độ không phù hợp, sản phẩm cũng không thể đạt được độ sệt đặc trưng, ổn định. 2. Kết tinh chất béo - Một tính năng quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, hay là sự kết tinh chất béo. Do nguyên liệu thường chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau. Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt và tốc độ khuấy đảo. Bằng cách điều chỉnh các thông số đó, nhà sản xuất sẽ kiểm soát được sự hình thành và tăng trưởng các tinh thể, tạo ra được tinh thể có kích thước, hình dạng tinh thể thích hợp với cấu trúc sản phẩm mong muốn. Thông thường, người ta dựa vào chỉ số iod của chất béo nguyên liệu để chọn chế độ xử lý nhiệt – lạnh tối ưu. Khi đó, sản phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm. - Khi các quá trình xử lý tiến hành ở nhiệt độ cao khoảng 90 ÷ 95oC, tất cả các hạt cầu béo đều ở trạng thái lỏng. Khi làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống 40oC, một số phân tử chất béo bắt đầu kết tinh. + Nếu ta làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống nhiệt độ thấp hơn với tốc độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng các tinh thể béo sẽ lần lượt xuất hiện với độ tinh khiết cao. + Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo sẽ diễn ra nhanh. Tuy nhiên, trong trường hợp này, một số tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh khiết cao và được ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 23 gọi là “tinh thể hỗn hợp” (mixed crytals). Đó là do các phân t ử triglyceride có điểm nóng chảy thấp bị nhốt trong các tinh thể triglyceride có điểm nóng chảy cao. Khi đó tỷ lệ giữa khối lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong nguyên liệu chứa chất béo sẽ giảm và sản phẩm như bơ, margarine… sẽ có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh khi sử dụng. Để khắc phục hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ nguyên liệu chứa chất béo để kết tinh một phần chất béo, người ta sẽ nâng dần nhiệt độ lên để các triglyceride có điểm nóng chảy thấp sẽ hóa lỏng và tách ra khỏi các “tinh thể hỗn hợp”. Cuối cùng tiến hành hạ nhiệt độ lần nữa, nhưng không thấp như ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên để tái kết tinh chất béo. Khi đó một số triglyceride sẽ tiếp tục kết tinh, tuy nhiên độ tinh khiết của các tinh thể trong nguyên liệu chứa chất béo sẽ tăng, số “tinh thể hỗn hợp giảm”. Từ đó ta có thể đạt được tỷ lệ phần trăm giữa lượng chất béo lỏng và tổng khối lượng chất béo trong nguyên liệu như mong muốn. Bảng 5 : Ảnh hưởng tỷ lệ lượng chất béo lỏng và chất béo rắn trong cream đến độ cứng của bơ thành phẩm [3] Lượng chất béo lỏng (% so với tổng lượng chất béo) Lượng chất béo rắn (% so với tổng lượng chất béo) Cấu trúc bơ thành phẩm 85 15 Bơ mềm 55 45 Bơ cứng 65 ÷ 78 22 ÷ 35 Bơ có độ cứng vừa phải,dễ phết lên bánh - Đối với những sản phẩm mà trong quy trình sản xuất có quá trình lên men, chẳng hạn vi khuẩn lactic sẽ sinh tổng hợp lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua và hương vị đặc trưng cho sản phẩm, khi đó tốc độ acid hóa cũng ảnh hưởng đến cấu trúc thành phẩm. Vì lúc này nếu trong quá trình kết tinh chất béo ta tiến hành làm nguội chậm, thời gian kết tinh chất béo sẽ dài, hàm lượng các sản phẩm tạo vị chua và hương sản phẩm được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn lactic sẽ không đạt được tỷ lệ cân đối mong muốn. Khi đó, trong thực tế sản xuất ta cần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp làm nguội nhanh, do đó tác động trực tiếp đến cấu trúc của sản phẩm tạo thành. 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 [3] Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt – lạnh (oC) Lượng giống cấy (%v/v) <28 28 ÷ 29 30 ÷ 31 32 ÷ 34 35 ÷ 37 38 ÷ 39 >40 8 – 21 – 20 8 – 21 – 16 8 – 20 – 13 6 – 19 – 12 6 – 17 – 11 6 – 15 – 10 20 – 8 – 11 1 2 ÷ 3 5 5 6 7 5 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 24 3. Đồng hóa - Kỹ thuật đồng hóa hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp phá vỡ, làm giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục. Việc làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai pha và sức căng bề mặt sẽ làm cho hệ nhũ tương ổn định hơn và tránh được hiện tượng tách pha dưới tác dụng của trọng lực, tạo độ đồng nhất, giữ cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Trong thực tế sản xuất, người ta thường sử dụng các chất nhũ hóa trong quá trình đồng hóa. Khi các hạt phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước, chất nhũ hóa sẽ hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha, tạo nên một màng bảo vệ quanh các hạt phân tán giúp hệ nhũ tương bền hơn. Trong thực tế có nhiều phương pháp đồng hóa khác nhau : khuấy trộn, sử dụng áp lực cao, nghiền keo, dòng chảy xoáy tâm, sóng siêu âm…Trong đ ó, hiệu quả quá trình đồng hóa khi sử dụng bằng phương pháp khuấy trộn là không cao, thường chỉ dùng để đồng hóa sơ bộ hoặc để đồng hóa các hệ nhũ tương có độ nhớt thấp. Trong thực tế hiện nay, phương pháp đồng hóa sử dụng áp lực cao được sử dụng khá rộng rãi. - Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa: + Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích : Nếu tỷ lệ của pha phân tán chỉ chiếm một phần nhỏ so với thể tích của toàn hệ thì quá trình đồng hóa sẽ được thực hiện dễ dàng và hệ sẽ có độ bền cao. Ngược lại, nếu tỷ lệ này càng cao, càng khó đồng hóa bằng các phương pháp thông thường, các hạt của pha phân tán dễ có xu hướng kết hợp với nhau gây hiện tượng tách pha. + Nhiệt độ : Nhiệt độ mẫu càng thấp đồng hóa càng kém hiệu quả do một số chất béo chuyển sang trạng thái rắn, còn nhiệt độ quá cao làm tăng chi phí năng lư ợng và có thể xảy ra một số phản ứng hóa học không cần thiết ảnh hưởng đến chất lượng của hệ nhũ tương. Dựa vào thành phần hóa học của hệ nhũ tương mà ta sẽ chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình. + Áp suất : áp suất đồng hóa càng lớn, các hạt pha phân tán được tạo thành có kích thước nhỏ và hệ nhũ tương có độ bền cao. + Chất nhũ hóa : có tác dụng làm bền hệ nhũ tương, vấn đề quan trọng là phải lựa chọn được chất nhũ hóa thích hợp cho từng loại sản phẩm. 4. Đông tụ casein - Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đông với cấu trúc gel. Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng một trong hai phương pháp sau : + Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein (pI = 4,6). Khi đó lực hút tĩnh điện giữa các phân tử với nhau sẽ tăng, casein sẽ chuyển sang trạng thái không tan và xuất hiện các khối đông tụ trong sữa. + Sử dụng enzyme chymosin đông tụ sữa. Enzyme xúc tác thủy phân liên kết peptide tại vị trí giữa acid amin số 105 (phe) và acid amin số 16 (met) trong phân tử κ-casein. Kết quả là phân đoạn caseinomacropeptide được tách khỏi phân tử κ-casein hòa tan vào dung dịch, phân đoạn paracasein vẫn còn gắn lại trên các gốc micelle làm cho micelle dễ “tập hợp” ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 25 lại với nhau tạo khối đông. Đó là do hiện tượng giảm sự tích điện bề mặt của micelle, từ đó lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle cũng bị giảm. Cầu calci phosphate xuất hiện giữa các micelle góp phần làm tăng kích thước khối đông tụ. Trong quá trình liên hợp lại với nhau để tạo nên khối đông, các micelle sẽ kéo theo một số phân tử lipid, lactose, vitamin… Độ nhớt của sữa ban đầu bị giảm nhẹ khi κ-casein bị thủy phân, nhưng sau đó tăng dần theo tiến trình khối đông tụ xuất hiện. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ : + Đông tụ casein bằng phương pháp chỉnh giá trị pH  pH  Nhiệt độ  Nồng độ muối + Đông tụ casein bằng phương pháp sử dụng enzyme đông tụ  Hàm lượng enzyme sử dụng : Hoạt tính của enzyme thường được biểu diễn dưới dạng một tỷ lệ, ví dụ như chymosin có hoạt tính dao động từ 1:10.000 ÷ 1:15.000. Điều đó có nghĩa là một phần (khối lượng hoặc thể tích) chymosin có thể làm đông tụ được 10.000 ÷ 15.000 phần (khối lượng hoặc thể tích) sữa trong thời gian 40 phút ở 35oC. Hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide đặc hiệu trong phân tử κ-casein. Còn tốc độ quá trình đông tụ sữa lại phụ thuộc vào tần số va chạm của các micelle đã giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng. Như vậy, hàm lượng chymosin sử dụng sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến tốc độ đông tụ của sữa và cấu trúc khối đông. Hàm lượng chymosin sử dụng càng cao thì tốc độ phản ứng thủy phân κ-casein sẽ càng lớn, số micelle giải phóng được phân đoạn caseinomacropeptide trên bề mặt chúng sẽ càng nhiều, tốc độ quá trình đông tụ sẽ nhanh hơn.  pH : Hoạt tính enzyme phụ thuộc pH, giá trị tối ưu của chymosin là 6,0. Các kết quả nghiên cứu trước đây khẳng định rằng khi ta giảm pH sữa từ giá trị tự nhiên 6,6 ÷ 6,7 về giá trị 6,0 thì tốc độ đông tụ sữa được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, pH cũng ảnh hưởng đến cấu trúc micelle tro