Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá chi tiết về shortening,từ nguồn gốc và cách sản xuất đến cách sử dụng và vai trò quan trọng của nó trong nấuăn hàng ngày.Shortening là một loại c
TỔNG QUAN VỀ DẦU
T HÀNH PHẦN HÓA HỌC
TỔNG QUAN VỀ SHORTENING
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING
T HIẾT BỊ SẢN XUẤT
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DẦU 1.1 Thành phần hóa học
Thành phần chính của chất béo là triglyceride Ngoài triglyceride, do tính chất kỵ nước, dầu, mỡ thô trong tự nhiên còn chứa monoglyceride, diglyceride, phosphatide, cerebroside, sterol, terpen, rượu béo, các vitamin tan trong chất béo, các chất màu và một số chất khác.
Triglyceride là thành phần chủ yếu trong hầu hết các loại dầu mỡ thực phẩm.
Triglyceride là tên thường gọi của triacylglycerols, là ester của glycerin (hay glycerol – là một tri acohol) và ba acid béo ˗
Phân tử triglyceride chứa phần lớn là các nguyên tử C và H Chỉ có 6 nguyên tử O trong một phân tử triglyceride nên dầu và mỡ rất dễ bị oxy hóa Với tính chất này, triglyceride sẽ tương tự như các hydrocacbon trong dầu mỏ (petroleum) và cũng là một chất đốt – chất sinh năng lượng rất tốt Do đó, trong cơ thể động vật và thực vật, chức năng sinh học chính của các triglyceride hay dầu mỡ là một chất sinh năng lượng và dự trữ năng lượng.
Tùy thuộc vào acid béo gắn vào các vị trí trên mạch C của glycerin sẽ xác định đặc tính và tính chất của triglyceride, hay của dầu và mỡ.
Triglyceride đơn giản: tạo thành từ 3 acid béo giống nhau.
Triglyceride phức tạp: tạo thành từ các acid béo khác nhau.
Trên thực tế, dầu và mỡ đều là triglyceride phức tạp Sự phân bố của acid béo trong cấu trúc triglycerid đã được khám phá và nghiên cứu trong một thời gian dài, rất nhiều học thuyết khác nhau về khả năng liên kết này đã được đề nghị: ˗ “Thuyết phân bố ngẫu nhiên”: sự phân bố acid béo vào các vị trí khác nhau trong triglycerid hoàn toàn theo ngẫu nhiên ˗ “Thuyết phân bố cân bằng”: các acid béo có khuynh hướng phân bố rộng rãi ở tất cả các triglycerid ˗ “Thuyết phân bố ngẫu nhiên có giới hạn”: sự phân bố acid béo vào các vị trí khác nhau trong triglycerid cũng theo quy luật ngẫu nhiên, tuy nhiên có một vài điểm giới hạn đặc biệt xảy ra trong dầu thực vật và mỡ động vật Thí dụ: ở dầu thực vật, các acid béo bão hòa có xu hướng ester hóa ở vị trí số 1 và 3; trong khi sự gắn kết các acid này thường xảy ra ở vị trí số 2 trong mỡ động vật.
Glycerin còn được gọi là glycerol, là một hợp chất rượu đa chức có công thức hóa học là C3H5(OH)3 Ở trạng thái nguyên chất glycerin là một chất lỏng không màu, không mùi, có tính hút nước mạnh, có vị ngọt và không độc hại Glycerin có nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật.
Glycerin có nhiều ứng dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác Nó là một thành phần phổ biến trong thực phẩm và đồ uống để giúp giữ ẩm, ngăn chặn kết tinh đường, và thêm độ đậm đặc, độ mịn, độ mềm, độ ngọt và kết cấu Nó cũng được sử dụng trong mỹ phẩm như một chất giữ ẩm, chất giữ ẩm và dung môi Trong dược phẩm, glycerin được sử dụng như một chất bôi trơn, chất giữ ẩm và tá dược trong nhiều loại thuốc.
Trong công nghiệp dầu mỡ, glycerin có thể thu hồi từ nước thải xà phòng nấu từ nguyên liệu dầu mỡ Glycerin có công dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm và vật dụng, một lượng lớn glycerin được dùng để sản xuất nitro- glycerin làm thuốc nổ.
Hợp chất béo có chứa các acid hữu cơ có số nguyên tử C trong mạch lớn hơn 4 được gọi là acid béo (fatty acid) Trong các nguồn nguyên liệu dầu mỡ tựu nhiên, hầu hết các acid béo là những acid cacboxylic mạch thẳng, có số chẵn các nguyên tử carbon từ
6 ÷ 30 nguyên tử và có thể no hoặc không no.
Những aid béo thu được từ dầu mỡ tự nhiên là hỗn hợp nhiều loại acid béo khác nhau. Cho đến nay người ta đã nghiên cứu được cấu tạo khoảng 40 ÷ 50 loại Sự khác nhau giữa chúng là do sự khác nhau về phân tử lượng và cấu tạo phân tử.
Tùy thuộc vào chiều dài mạch carbon, các acid béo được chia làm 3 dạng chính: acid béo mạch ngắn ( 4 ÷ 6 Carbon), acid béo mạch trung bình ( 8 ÷ 14 C) và acid béo mạch dài ( ≥ 16 C); ngoài ra, tùy thuộc vào liên kết giữa các nguyên tử C trong mạch, acid béo cũng có thể được chia thành 2 loại chính: acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa Có hơn 10 loại acid béo được tìm thấy chủ yếu trong thực phẩm.
Các acid béo bão hòa (acid béo no): có công thức chung CnH2nO2 Đây là các acid có hoạt tính hóa học thấp nhất Thuật ngữ “bão hòa” được sử dụng để chỉ sự thỏa mãn về hóa trị của nguyên tử C trong mạch acid (ngoài trừ C tạo nên gốc acid –COOH); nói cách khác, liên kết giữa các nguyên tử C trong mạch là liên kết đơn (liên kết σ ) Nhiệt độ nóng chảy của các acid béo no tăng theo độ dài mạch carbon Acid decanoic và các acid mạch dài hơn tồn tại ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thường.
Các acid béo không bão hòa (acid béo chưa no): các acid béo có chứa liên kết đôi trong mạch carbon được gọi là acid béo không bão hòa Trong tự nhiên, lượng acid béo không bão hòa chiếm tỷ lệ rất lớn Hầu hết các acid béo có xu hướng hình thành liên kết đôi ở vị trí C số 9 và số 10 trong mạch Mặc dù vậy, sự hình thành các liên kết đôi không bão hòa này cũng có thể được tìm thấy ở tất cả các vị trí trên mạch C, điều này làm gia tăng đáng kể lượng đồng phân của acid béo không bão hòa Thêm vào đó, sự xuất hiện của liên kết đôi cũng giúp cho việc hình thành cấu hình cis và trans của acid béo, ảnh hưởng đến˗ ˗ đặc tính sinh học của chúng Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, hầu hết các acid béo không bão hòa trong thực phẩm có cấu hình cis ; tuy nhiên quá trình˗ tinh luyện dầu hay các quá trình tác động làm thay đổi đặc tính dầu mỡ (chế biến margarine, hydro hóa dầu) có thể làm chuyển đổi các acid béo không bão hòa có cấu hình cis thành dạng đồng phân hình học trans , đây cũng chính là˗ ˗ mối nguy lớn cho việc gia tăng bệnh xơ vữa động mạch và bệnh tim.
Các acid béo thiết yếu (acid béo không thay thế): là những acid béo cơ thể không thể được tổng hợp và buộc phải được cung cấp từ khẩu phần, nhưng lại có vai trò quan trọng trong cơ thể Khác với các acid béo thông thường, các acid béo dạng này thường không có cấu trúc mạch thẳng, chuỗi hydrocarbon được hình thành từ một hay nhiều nhóm methyl và ethyl: acid béo mạch nhánh Các acid béo mạch nhánh hiện diện chủ yếu trong vi sinh vật và một lượng nhỏ được tìm thấy trong sữa và mỡ của động vật nhai lại (trâu, bò…) Trong số này, acid ricinoleic (12 hydroxy 9 octadecenoic acid) là hydroxy acid quan trọng˗ ˗ ˗ nhất, đây là thành phần chính của dầu hải ly (castor oil).
Trong dầu mỡ, ngoại trừ thành phần chính là triglycerid còn có sự hiện diện của một lượng nhất định acid béo tự do (không liên kết với glycerl) và mono , diglycerid.˗ Trong cấu tạo của các mono và diglycerid vẫn còn sự hiện diện của hai hay một nhóm˗ hydroxyl ( OH), chúng được xem như dấu hiệu nhằm xác định sự tổng hợp không˗ hoàn toàn triglycerid sinh học (quả chưa chín, hạt) hay dấu hiệu của quá trình phân giải lipid (lipolysis) sau thu hoạch do hoạt động của enzyme Tuy nhiên, ngoài vai trò như chất chỉ thị chất lượng, mono và diglycerid còn có một vai trò quan trọng đặc biệt˗ nhờ vào khả năng liên kết mạnh của nó với các phần tử thân dầu và thân nước; chính vì thế mono và diglycerid được sử dụng như một chất nhũ hóa trong rất nhiều thực˗ phẩm Bên cạnh mono và diglycerid, acid béo tự do là sản phẩm cuối trong quá trình˗ phân giải lipid, là giảm chất lượng dầu cụng như sản phẩm thực phẩm.
Acid béo tự do là các acid béo không liên kết có mặt trong dầu mỡ Một số loại dầu chưa tinh luyện có thể chứa đến vài trăm acid béo tự do Acid béo tự do àm giảm chất lượng dầu và sản phẩm thực phẩm do thường đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng oxy hóa và thủy phân dầu, đồng thời tham gia phản ứng xà phòng, tạo mùi ôi cho dầu.
Phospholipid chứa rượu thường là (glycerol), liên kết với các acid béo, acid phosphoric, và một hợp chất chứa nitơ Hàm lượng phospholipid trong các loại dầu mỡ vào khoảng 0.5 ÷ 3 %
Phospholipid được phân thành 5 nhóm chính theo sự thay thế tự nhiên (X) trên acid glycerophosphoric:
(1) Phospholipidic acid (PA): không có thành phần thay thế
C HỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG
Shortening là một hỗn hợp có tính dẻo, màu trắng đục, điểm nóng chảy đạt tiêu chuẩn
( 40 − 42 ℃ ) hoặc có thể sản xuất theo yêu cầu MP > 45 ℃
Màu sắc Màu trắng đục
Mùi vị Không có vị lạ
Trạng thái Dạng bán rắn, mịn
Tạp chất Không lẫn tạp chất
Hàm lượng acid béo tự do < 0,1%
Vi sinh Số vi khuẩn hiếu khí 10 4 cfu/g
Bảng 3.1 Đặc điểm của shortening được biểu diễn ở bảng sau [3][4]
Hình 3.9 Thiết bị dạng khuấy trộn
Ứ NG DỤNG
Sản xuất thực phẩm: là một hỗn hợp dầu thực vật ở trạng thái đặc do có MP cao hơn nhiệt độ bình thường nên thường được sử dụng trong thực phẩm làm chất bao bề mặt của sản phẩm như bánh kẹo hay mục đích làm tăng giá trị dinh dưỡng do có thành phần chất béo khoảng 9kcal/g, dùng làm chất truyền nhiệt do quá trình chiên, rán, công nghệ sản xuất mì ăn liền …
Sản xuất mỹ phẩm: do Shortening có điểm nóng chảy cao, ngoài ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, người ta còn dùng trong mỹ phẩm như sản xuất xà phòng thơm có độ cứng và dẻo như mong muốn hoặc xà phòng “soap chip” là nguyên liệu chính cho sản phẩm xà phòng thơm hoặc dùng làm chất nền trong các sản phẩm kem, mỹ phẩm …
Y dược: dùng một lượng nhỏ trong các sản phẩm dược như thuốc có thành phần tan được trong dầu, hoặc xà phòng diệt khuẩn thường được dùng trong lĩnh vực y tế …
BÀN LUẬN
Quy trình sản xuất shortening bao gồm các bước quan trọng như thủy phân dầu, hydrogen hóa dầu, tạo kết cấu thông qua quá trình luyện và tách dầu, sau đó là giai đoạn tạo màu và mùi hương nếu cần thiết Quá trình này đòi hỏi kiểm soát kỹ thuật cao để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng Kiểm soát chất lượng là một phần quan trọng của quá trình sản xuất shortening, điều này đòi hỏi việc sử dụng các thiết bị kiểm tra và tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt.