Đề tài Quy trình sản xuất Margarine

t tinh thành nhiều loại tinh thể khác nhau đó là hiện tượng đa hình. Hiện tượng đa hình (polymorphism) là hiện tượng mà các tinh thể có thể chuyển đổi từ trạng thái tinh thể này sang trạng thái tinh thể khác ngay ở pha rắn. Xu hướng là: các tinh thể chuyển từ trạng thái ít bền sang trạng thái bền (tinh thể có nhiệt độ nóng chảy thấp sang tinh thể có nhiệt độ nóng chảy cao) Để tạo thành những tinh thể theo ý muốn thì chúng ta phải chuẩn hóa nguồn nguyên liệu, điều khiển các thông số của quá trình kết tinh như: tốc độ làm lạnh, cường độ khuấy trộn, sự tạo mầm. Chất béo có hàm lượng triglycerid ở trạng thái đồng nhất monoacid tracylglycerol (ví dụ trioleic glycerid) có xu hướng kết tinh thành tinh thể b. Một số loại chất béo có xu hương kết tinh thành tinh thể b là: dầu nành, dầu phọng, dầu bắp, bơ cacao. Chất béo có hàm lượng triglycerid ở trạng thái hỗn hợp cao thì có xu hướng kết tinh thành tinh thể b’. Trong số này dầu cọ là loại dầu thích hợp nhất cho quá trình kết tinh tạo b’ vì chúng có nhiều trigycerid ở trạng thái hỗn hợp. Một số loại dầu có xu hướng kết tinh thành tinh thể b’: dầu cọ, dầu hạt bông, hạt cải dầu (rapeseed), chất béo từ sữa, mỡ thực vật (tallow), chất béo từ sữa, mỡ lợn (lard). Những tinh thể b’ rất thích hợp cho các sản phẩm như shortening, Margarine vì chúng hổ trợ cho quá trình hình thành một lượng các bong bóng khí làm cho sản phẩm có tính dẻo mịn. NGUYÊN LIỆU: Tất cả các nguyên liệu dủng để sản xuất Margarine có thể được chia thành hai nhóm là nguyên liệu chính và nguyên liệu phụ. Nguyên liệu chính là chất béo, còn nguyên liệu phụ để sản xuất Margarine bao gồm: nước, sữa và protein, chất nhũ hóa và các chất phụ gia. Chất béo Dầu thực vật: Dầu thực vật dùng để sản xuất Margarine là dầu dừa, dầu nành, dầu phộng, dầu hướng dương, dầu cọ, dầu oliu, dầu bông,…bao gồm cả dầu tự nhiên và dầu hydro hóa. Những loại dầu đã hydro hóa thường có điểm đông đặc khoảng 36-42oC. Một số loại dầu thực vật: Dầu dừa Dầu dừa chủ yếu được ép từ cùi dừa sấy khô (hàm lượng dầu từ 52-75%), còn cùi tươi chỉ chứa khoảng 27% dầu. Dầu dừa lỏng có màu vàng nâu, đặc như mỡ khi nhiệt độ xuống thấp, chỉ số Iod của dầu là từ 7-10.5. Bảng 2:Thành phần của dầu dừa Các axit béo Hàm lượng (%) Axit lauric Axit myrictic Axit capric Axit stearic Axit oleic Axit linoleic 44.1-51.3 5.4-9.5 4.5-9.7 1-3.7 5-8.2 1-2.6 Dầu nành Tỷ lệ dầu trong hạt là 12.8-28%. Dầu có màu vàng nhạt đến màu vàng sậm, thuộc loại dầu khô (chỉ số Iod của dầu từ 103-152) Bảng 3:Thành phần chính của dầu nành Các axit béo Hàm lượng (%) Axit linoleic Axit oleic Axit palmitic Axit linolenic Axit stearic 49-60 21-34 6.5-12 2-9 2-5 Dầu tinh luyện được dùng để ăn, sản xuất dầu hydro hóa, chế biến Margarine, chế biến bánh kẹo, ... Dầu phộng Dầu phộng là một hỗn hợp glyceride bao gồm khoảng 80% axit béo không no và 20% axit béo no. Thành phần axit béo trong hạt thay đổi tùy theo giống và điều kiện trồng trọt. Các glyceride trong dầu phộng chứa 3 axit béo chính là axit oleic (43-65%), axit linoleic (20-37%) và axit palmitic (14-20%). Do đó, dầu phộng có tỷ lệ dầu không no chứa nhiều nối đôi trên dầu không no chứa một nối đôi lớn hơn 1 (tỷ lệ này là 2/1 mới được xem là thích hợp để làm giảm cholesterol trong máu). Ở nhiệt độ bình thường, dầu phộng là chất lỏng màu vàng nhạt, có độ nhớt thấp, có hương thơm và mùi vị như hạt dẻ. Bảng 4: Một số tính chất chung của dầu phộng Tính chất Giá trị Chỉ số Iod Chỉ số xà phòng hóa Chỉ số acetyl Tỷ trọng ở 15oC (g/ml) Độ nhớt trung bình ở 20oC (cp) Nhiệt độ nóng chảy (oC) 82-106 188-195 8.5-9.5 0.917-0.921 71.07-86.15 0-3 Dầu hướng dương Hàm lượng dầu trong hạt thông thường từ 32-45%. Dầu hướng dương là loại dầu bán khô và có các chỉ số chính sau đây : Chỉ số axit : 0.992-0.996 Chỉ số xà phòng : 189-194 Chỉ số Iod : 113-142.9 Thành phần của dầu chủ yếu là glyceride của axit oleic, axit linoleic và axit palmitic Dầu cọ Quả cọ dầu có hai thành phần khác nhau. Vỏ hay cùi chứa khoảng 45-50% dầu cùi và nhân chứa 48-52% dầu nhân. Hai loại dầu này có những nét đặc trưng riêng. Dầu cùi màu hồng, đặc ở nhiệt độ thường, lỏng khi nhiệt độ khoảng 40oC và thường phân làm hai lớp: lớp lỏng ở trên, lớp đặc ở dưới. Dầu nhân màu trắng và đặc lại khi nhiệt độ dưới 25oC. Các chỉ số và thành phần của hai loại dầu này cũng khác nhau. Bảng 5: Các chỉ số chất lượng của dầu cọ: Các chỉ số chất lượng Dầu cùi Dầu nhân Các chỉ số của dầu: Chỉ số axit Chỉ số Iod Chỉ số xà phòng 15.5 41-59 196-210 2-9 10.3-20 242-254 Thành phần chính của dầu: Axit lauric (%) Axit myristic (%) Axit palmitic (%) Axit stearic (%) Axit oleic (%) Axit lonileic (%) Axit caprilic (%) Axit capric (%) - 1.2-5.9 37.5-43.8 2.2-5.9 38.4-45 6.5-11.2 - - 52 11-18.6 6-7.8 1-4 10-16.5 <1 3 3-6 Dầu cùi tinh chế có thể trộn lẫn với các thành phần dầu khác (dầu hạt cải) để ăn hoặc dùng phổ biến trong ngành chế biến bơ, mỡ thực vật. Loại dầu cọ màu đỏ có chứa nhiều carotene có thể dùng để nhuộm bơ thực vật hoặc sản xuất chất tiền vitamin A. Dầu nhân có công dụng như dầu dừa thường dùng để sản xuất bơ, mỡ thực vật, bánh kẹo (chocolate) và làm xà phòng. Dầu Oliu Dầu Oliu được lấy từ thịt quả và nhân quả. Thịt quả cho hàm lượng dầu từ 26-27%. Nhân hạt chứa khoảng 40-50% dầu. Thành phần các axit béo chính của dầu Oliu là axit oleic, axit linoleic, axit linolenic và axit palmitic. Dầu bông Khi mới ép dầu có màu đen, sau khi tinh luyện có màu hơi xanh. Bảng 6: Hàm lượng các axit béo chính của dầu theo từng loài Các axit béo Loài G.arboreum L G.barbadense L G.herbaceum L G.hirsulum L Axit linoleic (%) 45.3 41.7 33.9 47-55 Axit oleic (%) 29.6 35.2 22.9-41.2 18-30.7 Axit palmitic (%) 19.9 20.2 17.1-23.4 21.6-24.8 Axit stearic (%) 1.3 2.0 0.9-2.7 2.0-2.4 Bảng 7: thành phần các axit béo trong các loại dầu: Dầu C12:0(%) C14:0(%) C16:0(%) C16:1(%) C18:0(%) C18:1(%) C18:2(%) C18:3(%) Dừa Phộng Cọ ( cùi) Cọ (nhân) Oliu Cám Mè Hướng dương Nành 44-52 40-52 13-19 0.1 0.5-6 14-17 0.1-1.2 0.4-1 0.5 0.1 8-11 6-9 32-45 7-9 7-16 12-18 7-9 7-12 10.6 0-1.3 0.2 0.8 1.8 0.6 0.4 2.5 0.1 0.1 1-3 3-6 2-7 1-3 1-3 1-3 4-5 2-5.5 4.0 5-8 53-71 38-52 13-19 65-85 40-50 37-49 20-50 21-24 2 13-27 5-11 0.5-2 4-15 29-42 35-49 35-60 53.7 0.7 1.2 2-13 7.6 Mỡ động vật: Mỡ thường có ở tổ chức dưới da, bụng, quanh phủ tạng, bao gồm các axit béo no và chưa no. Mỡ động vật cũng được sử dụng nhưng nên ít khi dùng để sản xuất chính. Nó thường trộn chung với dầu thực đã được hydro hoá. Khi dùng nó phải qua quá trình loại protein, acid béo tự do và khử mùi. Dùng hơi nước để kết tủa protein và rửa, lọc để loại bỏ. Tiến hành trung hoà acid béo tự do, khử mùi tẩy màu. Mỡ dùng trộn chung phải có chất lượng tốt. Các chỉ số của mỡ: IV: 38-48 SV: 193-202 SFI% Tại 10 oC 28.5-36.5 Tại 26.7 oC 16.5-29 Tại 37.8 oC 7-10.5 Tại 40 oC 4.5-8 Bảng 8: Hàm lượng chất béo trong một số loại mỡ dộng vật: Thực phẩm Hàm lượng chất béo (%) Axit béo no (%) Axit béo không no (%) Một nối đôi Nhiều nối đôi Mỡ heo 20-30 47 50 3 Mỡ bò 10-20 44 43 26 Thành phần các acid béo ( %) Lauric C12:0 0.2 Myrictic C14:0 2-8 Myristoleic C14:1 0.4-0.6 Palmitic C16:0 24-37 Steric C18:0 14-29 Oleic C18:1 40-50 Linoleic C18:2 1-5 Linolenic C18:3 0.7 Thành phần triglyceride (%) Trisaturated(GS3) 15-28 Disaturated(GS2U) 46-52 Monosaturated(GSU2) 0-64 Triunsaturated(GU3) 0-2 Mỡ động vật chứa mức độ acid béo bão hoà cao đáng kể và hoá rắn ở nhiệt độ thường. Triglyceride rắn của mỡ làm sản phẩm có tính dẻo .Khi kết tinh mỡ sẽ ở dạng b. Nó cần thiết để tạo một mạng lưới tốt cho sản phẩm Margarine. Mỡ sẽ có mùi không mong muốn là do có chứa hàm lượng nhỏ linolenic và linoleic .Do đó cần cho chất chống oxy hoá như BHT, BHA, TBHQ. Ngày nay người ta rất ít sử dụng mỡ động vật bởi vì phần lớn mỡ động vật đều chứa một lượng lớn các axit bão hòa và cholesterol. Ví dụ như mỡ heo có chứa từ 3000-4000 mg cholesterol/ 1 kg mỡ. Khi cơ thể chúng ta dư cholesterol thi nó sẽ tích lũy trong máu, gây xơ vữa mạch máu, bệnh cao huyết áp, tim mạch,… Tuy nhiên không phải tất cả mỡ động vật đều không tôt, người ta vẫn có thể sử dụng dầu cá đã được hydro hóa (chỉ số Iod từ 10-85) để sản xuất Margarine. Tuy nhiên một nghiên cứu tại châu Âu đã cho thấy rằng sản phẩm Margarine chứa từ 10-20% dầu cá dạng lỏng có nhiều vấn đề về thời gian bảo quản do dầu cá rất dễ hư hỏng. Các chỉ tiêu của nguyên liệu: Hàm lượng nước: £ 0.2-0.3% Độ chua: £ 6 độ( số ml dung dịch NaOH 1N dùng để trung hòa 100g dầu) Chỉ số Iod: Chỉ số Iod xác định mức độ bão hòa hay không bão hòa của các acid béo, là hàm lượng của Iod kết hợp với 100g acid béo tự do. Đây là một chỉ tiêu quan trọng khi chọn nguốn nguyên liệu cho sản xuất Margarine. Nếu chỉ số Iod quá cao (lớn hơn 42) Margarine sẽ có cấu trúc rất mềm, ngược lại nếu chỉ số này quá thấp sẽ làm cho cấu trúc cứng và khó phết lên bánh. Vì vậy tùy thuộc vào từng loại sản phẩm Margarine mà yêu cầu đối với từng nguồn nguyên liệu sẽ khác nhau. Tính chất công nghệ của chất béo: Tính chất vật lý: Dầu nhẹ hơn nước, tỉ trọng khoảng 0,910-0,976, mức độ không no của dầu béo càng lớn thì tỉ trọng càng lớn. Các loại dầu có tính nhớt, nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng giảm. Dầu không tan trong nước, cồn lạnh mà hòa tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực như ete, cloroform, benzen… Điểm nóng chảy của dầu tương đối thấp nhưng khó xác định do thành phần của dầu thường thay đổi, đặc biệt là axit no, không no, sự có mặt của axit béo mạch ngắn hay axit béo không no thường giảm nhiệt độ nóng chảy, các yếu tố khác như đồng phân ở vị trí cis hay trans, vị trí của axit béo trên glycerin cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy. Tính tỏa hương: tỏa hương ra môi trường xung quanh theo cơ chế khuếch tán nồng độ, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Sức căng bề mặt: nhiệt độ càng cao sức căng bề mặt càng giảm. Tính chất hóa học: Phản ứng cộng hợp: Trong điều kiện thích hợp, các axit béo không no có trong các loại dầu mỡ có thể thực hiện cộng hợp với một số hợp chất khác. Một trong những phản ứng quan trọng nhất là phản ứng cộng hợp hydro vào nối đôi của axit béo không no (phản ứng hydro hóa). Khi kết hợp vào nối đôi của axit béo sẽ làm cho dầu thực vật trở nên giống dầu động vật. Dầu thực vật nếu được hydro hóa hoàn toàn cũng giống hệt như mỡ cừu, vì vậy trong thực tế sản xuất có trường hợp chỉ hydro hóa một phần. Hydro hóa chọn lọc một số loại dầu thực vật để làm giảm hàm lượng axit linolenic, làm tăng độ bền của dầu, chẳng hạn hydro hóa dầu đậu tương, hàm lượng linolenic giảm từ 9% xuống 1%, ứng với chỉ số Iod từ 130 xuống 115. Phương pháp này thực hiện ở nhiệt độ cao 195oC, áp suất lớn trong thời gian ngắn 30’. Hydro hóa toàn phần hay toàn bộ là để tạo ra chất béo rắn làm nền sản xuất ra Margarine hoặc sản xuất mỡ nhũ hóa. Thực hiện ở nhiệt độ thấp nhưng thời gian dài hơn và nồng độ xúc tác lớn hơn 10 lần. Phản ứng hydro hóa ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng vì nó làm giảm axit béo cần thiết, hàm lượng vitamin và các màu sắc của các chất màu carotenoid có trong dầu. Tuy nhiên trong điều kiện thích hợp,dầu có chứa axit béo không no có thể cộng hợp halogen, lợi dụng phản ứng này để kiểm nghiệm dầu. Dầu cũng có thể bị axit sulfuric đậm đặc sulfol hóa tạo thành các sản phẩm có tính hòa tan trong nước. Phản ứng este hóa: Các glycerid trong điều kiện có mặt xúc tác axit vô cơ như H2SO4, HCl… có thể tiến hành este hóa trao đổi với các gốc rượu đơn chức bậc một tạo thành este của axit-rượu đơn chức và glycerin: Phản ứng chuyển este hóa: Ở điều kiện nhiệt độ 110-160oC, môi trường thích hợp, nhất là khi có mặt nước và có mặt chất xúc tác (C2H5COONa, CH3COOH), các axit béo trong cùng một triglycerid hoặc giữa các triglycerid có thể đổi chỗ cho nhau. Từ phản ứng này có thể thu được các mono- và diglycerid bằng cách tiến hành với một lượng triglycerid dư ở nhiệt độ 200oC trong chân không hoặc khí trơ. Sự chuyển hóa este không làm biến đổi các axit béo nhưng do thay đổi vị trí các axit béo trên glycerid mà khả năng tiêu hóa glycerid có thể thay đổi và do đó sự hấp thu của muối axit béo có thể thay đổi theo. Nước Hàm lượng nước trong sản phẩm thấp, chỉ chiếm khoảng 16%. Chỉ tiêu của nước: Chỉ tiêu hóa lý: Độ cứng tổng: < 2mg đương lượng/lit Chất khô: <850mg/l Sắt, mangan, nhôm: <0.1mg/l Clo: âm tính Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi sinh vật hiếu khí: tối đa 75 cfu/ml Vi sinh vật gây bệnh: không có. Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: không màu Độ trong: trong suốt. Mùi: không mùi. Vị: vị khoáng nhẹ. Sữa và protein Theo định nghĩa về Margarine, sản phẩm sữa (bao gồm cả bơ và chất béo từ bơ) được dùng với bất kì hàm lượng nào miễn sao hàm lượng béo phải đạt ít nhất là 80%. Trước đây người ta thường sử dụng sữa lên men trong hầu hết các sản phẩm Margarine. Nhưng vì thời gian cấy giống và lên men dài nên người ta không sử dụng công đoạn này nữa mà bổ sung trực tiếp sữa bột kết hợp với diacetyl và hợp chất hương. Sữa bột ngày nay còn được thay thế bằng bột whey, hợp chất này còn có thể Kali Caseinate vào hàm lượng protein. Protein đậu nành được dùng cho các sản phẩm ăn kiêng. Protein có những tác động lên sản phẩm Margarine: Ngoài tác dụng tạo hương, các sản phẩm dạng rắn từ sữa có thể gây ra phản ứng Maillard trong quá trình chiên dẫn đến Margarine khi chiên có màu nâu. Chính vì vậy một số sản phẩm sữa có hàm lượng lactose thấp hay protein whey được sử dụng nhằm hạn chế sự hóa nâu mà vẫn giữ được hương cho sản phẩm Margarine. Sữa dạng rắn cũng có tác dụng như chất bảo quản bằng cách cô lập các kim loại có thể dẫn đến sự oxy hóa dầu. Protein có tác động làm mất ổn định hệ nhũ tương nước trong dầu do protein làm tăng sức căng bề mặt giữa 2 pha. Lượng protein bổ sung phải ít hơn 1.5%. Vì nếu hàm lượng protein từ sữa quá nhiều có thề ảnh hưởng đến vấn đề vi sinh của sản phẩm và có thể ảnh hưởng đến quá trình tạo màu cho Margarine sử dụng trong chiên rán. Chất nhũ hóa Chất tạo nhũ có rất nhiều vai trò trong Margarine: Làm giảm sức căng bề mặt giữa pha nước và pha dầu nhờ đó hệ nhũ tương mới được hình thành. Giúp ổn định sản phẩm cuối trong suốt quá trình bảo quản, tránh hiện tượng bị rỉ dầu hay sự ngưng tụ của pha nước. Là chất chống bắn trong quá trình chiên do tránh được hiện tượng các giọt nước đông tụ lại và gây bắn nổ do dòng hơi tạo ra. Vai trò cũng như phản ứng của chất nhũ hóa trong sản phẩm Margarine rất phức tạp và càng trở nên quan trọng đối với các sản phẩm có hàm lượng béo thấp. Một số chất nhũ hóa thông dụng dùng trong sản xuất Margarine. Lecithin: Hình3: Cấu tao phân tử Lecithin Lecithin có bản chất là các phospholipid. Lecithin có thể được sản xuất từ trứng, hạt lúa mì, hạt yến mạch và đậu nành. Lecithin có cấu trúc là este của glycerol với hai axit béo và một gốc phosphatide ở vị trí thứ 3, trong đó đầu ưa nước là các phosphatide và đầu kị nước là các axit béo. Lecithin sử dụng với hàm lượng từ 0,1-0,5% trong hầu hết các sản phẩm Margarine bởi tính chất chống bắn, nổ trong lúc chiên và khả năng tạo nhũ tốt của chúng. Tuy nhiên trong sản phẩm có ít béo chúng sẽ làm giảm tính bền của hệ nhũ tương và tăng sự thoát dầu. Trong sản phẩm Margarine dạng khối do hàm lượng chất béo dạng rắn khá cao nên thực tế chất tạo nhũ chỉ cần dùng lecithin là đủ. Mono và diglyceride: Hình 4:Công thức cấu tạo một monoglyceride Chất béo thường là nguồn cung cấp các chất nhũ hóa có xu hướng kị nước phổ biến do giá thành rẻ, dễ trích li và dễ sử dụng. Để sản xuất ra mono và diglyceride, người ta thực hiện phản ứng este giữa axit béo và glycerol. Hầu như tất cả các loại Margarine khác đều cần có mono và diglyceride có chỉ số IV vừa hay thấp nhằm chống lại hiện tượng bi xẹp. Các monoglyceride có chỉ số IV cao, chủ yếu được sản xuất từ dầu hướng dương hay dầu hoa rum và lại có tác dụng tốt hơn với hệ có ít chất béo. Hàm lượng mono và diglyceride thường sử dụng là dưới 0,5%. Hình5: Công thức cấu tạo một diglyceride Este của saccarose: Este của saccarose là một chất nhũ hóa khá thông dụng nhờ chúng có khoảng chỉ số HLB dao động rộng do saccarose có nhiều vị trí mà các axit béo có thể tạo este được. Este của saccarose cũng được dùng như là một chất nhũ hóa đối với các sản phẩm Margarine dạng lỏng. Khi sử dụng chất tạo nhũ cho hệ nhũ tương người ta quan tâm đến chỉ số HLB của chúng. Chỉ số HLB càng cao thì chất nhũ hóa càng hoạt động tốt trong hệ nhũ tương dầu trong nước, ngược lại chỉ số HLB thấp thì thích hợp cho hệ nhũ tương nước trong dầu. Bảng 8: Chỉ sô HLB của một số chất nhũ hóa thông dụng và ứng dụng của chúng: Chỉ số HLB Ứng dụng <3 3-6 7-9 8-15 13-15 15-18 Màng bao Chất tạo nhũ tương nước trong dầu Chất giữ ẩm Chất tạo nhũ tương dầu trong nước Xà phòng Chất hòa tan dầu Bảng 9: Một số ứng dụng của các chất nhũ hóa dựa vào chỉ số HLB của chúng Chất nhũ hóa HLB Sodium lauryl sulfate Sodium stearoyl lactylate Potassium oleate Sucrose monoester Sodium oleate Polyoxyethylene (20) sorbitan monopalmitate Polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate Sucrose monilaurate Polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate Decaglycerol monooleate Decaglycerol monostearate Ethoxylated monoglyceride Decaglycerol dioleate Polyoxyethylene (20) sorbitan trisstearate Polyoxyethylene (20) sorbitan trioleatae Hexaglycerol dioleate Sorbitan monolaurate DATEM Soy lecithin Decaglycerol hexaoleate Triglycerol monostearate Sorbitan monopalmitate Glycerol monolaurate Calcium stearoyl lactylate Sucrose trimester Sorbitan monostearate Propylene glycerol monolaurate Sorbitan monooleate Glycerol monostearate Glycerol monooleate Propylene glycol monostearate Sorbitan tristearate Sorbitan trioleate Glycerol dioleate ACETEM Oleic axit 40 22 20 20 18 15.6 15.0 15.0 14.9 14 14 13 12 11 10.5 9 8.6 8 8 7 7 6.7 5.2 5.1 5 4.7 4.5 4.3 3.8 3.4 3.4 2.1 1.8 1.8 1.5 1.0 Đối với các sản phẩm chứa ít chất béo thì ngoài chất tạo nhũ ra còn cần các chất tạo cấu trúc như là xanthan gum, gelatin, carragenan, Agar, tinh bột biến tính, alginate và methyl celluclose.. Chất phụ gia Chất bảo quản: Chất bảo quản được bổ sung vào Margarine gồm có 3 nhóm: Chống oxi hóa Vô hoạt các kim loại Chất chống VSV Trong đó ngừơi ta thường quan tâm nhất đến chất chống oxi hóa, tuy nhiên đối với một số sản phẩm Margarine từ thực vật thì cũng không cần thiết. Nhưng đối với sản phẩm từ nguyên liệu là dầu cá thì rất cần thiết cho dù đó là sản phẩm có hàm lượng béo thấp. Sản phẩm Margarine từ dầu thực vật có chứa protein từ sữa có thể bảo quản được 6 tháng ở điều kiện 4oC mà không cần chất bảo quản. Bởi vì dư lượng vitamin E trong thực vật là đủ để bảo quản. Lecithin và axit ascorbic là hai chất hỗ trợ chống oxi hóa. Bổ sung thêm nấm men không phân hủy lipid và protein cũng là một phương pháp để chống oxi hóa. Người ta sử dụng cả Lactobacillus có khả năng chịu muối để chuyển aldehyt thành rượu để kéo dài thời gian bảo quản vì chúng giúp loại bỏ các sản phẩm bị oxi hóa có mùi khó chịu. Sự hiện diện của kim loại sẽ gây mùi rất khó chịu. Đồng là kim loại có tác dụng xúc tác oxi hóa cao. Hàm lượng đồng tối đa là 0,02ppm. Axit citric, citrate, EDTA đóng vai trò như chất cô lập các kim loại này. Hàm lượng muối trong Margarine (80% chất béo) là khoảng 2% chính vì vậy nó cũng có tác dụng bảo quản. Các chất như axit sorbic, axit benzoic và muối của chúng là các chất bảo quản rất hiệu quả đặc biệt trong các sản phẩm có ít chất béo. Các axit có tác dụng bảo quản tốt nhất ở pH thấp. Tuy nhiên hai loại axit này hòa tan tốt trong pha dầu nhiều hơn là trong pha nước mà pha dễ hư hỏng lại là pha nước, trong trường hợp này axit asorbic tỏ ra hiệu quả hơn axit benzoic. Mặc dù muối các axit này đóng vai trò như chất hỗ trợ bảo quản trong pha nước nhưng trong hệ nhũ tương chúng lại có tác dụng ngược lại vì chúng làm cho các axit béo tự do tan trong pha dầu nhiều hơn. Castenon và Inigo đề nghị sử dụng 0,05% axit sorbic hay benzoic ở pH 4-5 đối với sản phẩm Margarine không có muối và pH 5-6 đối với các sản phẩm có muối. Chất tạo hương: Rất nhiều loại hương bơ tổng hợp đã được sử dụng trong sản xuất Margarine. Chúng gồm có thành phần tạo hương bơ như: lactoses, ethyl este của axit béo mạch ngắn, ketone, và andehyt. Diacetyl là một hợp chất dễ bay hơi tạo ra hương bơ đặc trưng. Hàm lượng chất này trong bơ là từ 1-4ppm. Diacetyl được hình thành từ axit citric trong quá trình lên men. Nếu như không dùng sữa lên men thì diacetyl tổng hợp và các chất dễ bay hơi sẽ được bổ sung. Các hợp chất hương thu nhận bằng cách thủy phân chất béo cũng được ứng dụng, một số nghiên cứu còn sử dụng kết hợp chất dễ bay hơi và chất béo của bơ đã qua xử lí nhiệt. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hương: Độ chặt của hệ nhũ tương và tính chất tan chảy của chất béo ảnh hưởng lớn đến sự thoát hương. Nếu hệ càng chặt và nhiều chất béo dạng rắn thì hương càng khó thoát, sản phẩm sẽ ít thơm hơn. Hàm lượng muối và pH cũng ảnh hưởng đến hương của sản phẩm. Chất tạo màu và các vitamin: Việc tăng hàm lượng vitamin A trong các sản phẩm Margarine được thực hiện bằng cách bổ sung β-carotene (tiền vitamin A) hay este của vitamin A. β-carotene được bổ sung cho các sản phẩm cần có màu, còn este được bổ sung cho sản phẩm không có màu. Carotene được chiết xuất từ trong thiên nhiên như là dầu cà rốt, dầu cọ đỏ. Trong dầu thực vật chất chống oxi hóa tự nhiên là tocopherol có nguồn gốc là vitamin E và một số vẫn còn sót lại trong quá trình chế biến vì vậy không cần phải bổ sung thêm vitamin E. Bảng 10: Công thức của một số loại Margarine Thành phần Hàm lượng trong các sản phẩm 80% chất béo 60% chất béo 40% chất béo Pha dầu Chất béo Lecithin đậu nành Monoglyceride (IV tối đa 5) Monoglyceride (IV tối đa 60) Vitamin A palmitate β-carotene Hương tan trong dầu Pha nước Nước Gelatin (250 bloom) Bột whey Muối Natri benzoate Kali sorbate Axit lactic Hương tan trong nước 79.884 0.1 0.2 -- 0.001 0.015 16.1 -- 1.6 2.0 0.09 -- -- 0.01 59.584 0.1 0.3 -- 0.001 0.015 37.36 -- 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 5 0.01 39.384 0.1 -- 0.5 0.001 0.015 54.86 2.5 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 4.8 0.01 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Như đã giới thiệu ở phần đầu, ngày nay có rất nhiều loại Margarine tùy theo mục đích sử dụng. Trong đó có ba loại được sử dụng phổ biến nhất là: table (tub), industrial và pastry Margarine. Nguồn chất béo để sản xuất Margarine chủ yếu là dầu thực vật. Tuy nhiên quá trình hydro hóa làm xuất hiện đồng phân trans của các axit béo. Đây là một chất không có lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng. Trong khi đó sản phẩm dầu cọ không cần phải trải qua quá trình hydro hóa vẫn đáp ứng được các yêu cầu của sản phẩm về kết cấu, độ cứng,…Vì vậy dầu cọ đang là một trong những nguyên liệu phổ biến nhất để sản xuất Margarine. Những ưu điểm khi sử dụng dầu cọ và các sản phẩm làm từ dầu cọ Kết tinh tạo thành tinh thế b’. Có thành phần các axit béo cân bằng. Nó chứa khoảng 10% axit linoleic- một axit béo cần thiết. Dầu cọ là chất bán rắn, do đó nó không cần phải hydro hóa Bảng 11: Thành phần của một số loại Margarine làm từ dầu cọ Nguyên liệu Margarine Table (%) Industrial (%) Pastry (%) Chất béo Dầu cọ Olein cọ Stearin cọ Dầu nhân cọ Dầu hướng dương 38.0 32.0 5.6 2.4 4.0 48.0 - 8.0 24.0 - 8.0 - 72.0 - - Nước 16.0 16.0 16.0 Thành phần khác Chất nhũ hóa Lecithin β-carotene Chất tạo hương Muối (tối đa) 0.1-0.2 0.1-0.5 0.003 0.02 4.0 0.5-1.0 0.1-0.5 0.003 0.02 4.0 1.0 0.1-0.5 0.003 0.02 4.0 Sơ đồ quy trình công nghệ - quy trình 1 Dầu cọ Nước Thành phần tan trong dầu Thành phần tan trong nước Phối trộn pha nước Thanh trùng Làm lạnh nhanh Nghiền-kết tinh Nhồi Đóng gói Đồng hoá Phối trộn pha dầu Margarine Hinh 6: Mô hình hóa quy trình sản xuất Giải thích quy trình công nghệ Phối trộn: Phối trộn pha dầu Pha dầu được chuẩn bị riêng trong thiết bị khuấy trộn vỏ áo và được gia nhiệt tới nhiệt độ 70oC. Sau đó người ta sẽ bổ sung thêm các thành phần tan trong dầu như: chất nhũ hóa, vitamin, màu và chất tạo hương. Phối trộn pha nước Pha nước cũng được chuẩn bị riêng trong thiết bị khuấy trộn vỏ áo, ngoài ra người ta còn phối trộn thêm những thành phần tan trong nước như: sữa, protein từ sữa, muối và chất bảo quản. Mục đích: chuẩn bị và bảo quản Chuẩn bị : chuẩn bị pha dầu và pha nước cho quá trình nhũ hóa. Bảo quản : chất bảo quản bổ sung vào như BHA, BHT… chống oxi hóa. Biến đổi: Vật lý : Thay đổi kích thước các cấu tử, sự phân bố các cấu tử trong hỗn hợp. Nhiệt độ: tăng lên. Hóa học: không có biến đổi đáng kể Hóa lý: không có gì đáng kể Thiết bị: Hình7 : Thiết bị khuấy trộn có vỏ áo Đồng hóa: Bản chất là quá trình khuấy trộn nhằm biến hệ hai pha thành một hệ đồng nhất gọi là hệ nhũ tương, pha chiếm thành phần nhiều hơn gọi là pha liên tục, pha có thành phần ít hơn gọi là pha phân tán. Trong trườn