báo cáo đề tài qui trình sản xuất sản phẩm chức năng sữa yến mạch

Nó cũng là một loại prebiotic, cung cấp thức ăn cho vi khuẩn có lợi trong đường ruột và giúp cải thiện sức khỏe tiêu hóa.- Beta-glucan: Là một loại polysaccharide được tìm thấy trong ngũ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC MỞ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA: CÔNG NGHỆ SINH HỌC



BÀI BÁO CÁO

Đề tài:

QUI TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM CHỨC

NĂNG SỮA YẾN MẠCH

Giáo viên hướng dẫn: Tạ Đăng Khoa Nhóm thực hiện: 2 Lớp: BF2102 Sinh viên thực hiện :

Hồ Nguyễn Minh Trí 2153013200 Trương Thị Mỹ Hằng 2153013046 Thân Trọng Hoàn Châu 2153013024

Lương Ngọc Thanh Trúc 2153013206

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2024

BÀI TẬP NHÓM 2 Chủ đề 4: Prebiotic Qui trình sản xuất sản phẩm chức năng sữa yến mạch

I Tổng quan về nguyên liệu và hoạt chất trong sản phẩm:

I.1 Tổng quan những nguồn nguyên liệu có chứa prebiotic:

A Prebiotic là gì?

- Prebiotic là chất xơ hòa tan làm nguồn thức ăn cho các lợi khuẩn, giúp chúng phát

triển khỏe mạnh trong ruột Prebiotics là các chất dinh dưỡng không tiêu hóa được trong hệ thống tiêu hóa của con người, nhưng lại cung cấp lợi ích cho sức khỏe bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn có ích trong ruột

- Các lợi ích của vi khuẩn prebiotic bao gồm:

+ Thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có ích: Prebiotics cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn có ích trong ruột, giúp chúng phát triển và sinh sản

+ Cải thiện sức khỏe đường ruột: Prebiotics có thể cải thiện sức khỏe đường ruột bằng cách tăng cường vi khuẩn có ích và cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột

+ Hỗ trợ hệ miễn dịch: Vi khuẩn prebiotic cũng có thể hỗ trợ hệ miễn dịch bằng cách tăng cường khả năng phản ứng miễn dịch và giảm vi khuẩn có hại trong ruột + Giảm nguy cơ bệnh: Sự cân bằng của hệ vi sinh vật trong ruột do vi khuẩn

prebiotic có thể giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh đường ruột như viêm ruột, tiêu chảy và táo bón

+ Cải thiện hấp thụ chất dinh dưỡng: Prebiotics có thể cải thiện hấp thụ chất dinh dưỡng như canxi và magiê trong ruột, giúp cơ thể hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn

từ thức ăn

B Các nguồn nguyên liệu chứa prebiotic:

- Inulin: Là một loại prebiotic, inulin là một loại xơ thực vật không tan trong nước được tìm thấy trong các loại rau củ như củ cải, cà rốt và cần tây Nó cung cấp thức

ăn cho vi khuẩn có lợi trong đường ruột, giúp cân bằng vi sinh vật đường ruột và cải thiện sức khỏe tiêu hóa

- Pectin: Pectin là một loại chất đặc biệt được tìm thấy trong các loại hoa quả như táo, lê và cam Nó có khả năng hấp thụ nước và tạo thành gel trong đường ruột, giúp cải thiện tiêu hóa và làm giảm cholesterol máu

- FOS (Fructo-oligosaccharides): FOS là một loại oligosaccharide tự nhiên có trong nhiều loại thực phẩm như củ cải, chuối, và cà rốt Nó là một prebiotic phổ biến được sử dụng để tăng cường sức khỏe đường ruột

- Fructan: Fructan là một loại carbohydrate phức hợp được tìm thấy trong các loại thực phẩm như lúa mạch, củ cải và tỏi Nó cũng là một loại prebiotic, cung cấp thức ăn cho vi khuẩn có lợi trong đường ruột và giúp cải thiện sức khỏe tiêu hóa

- Beta-glucan: Là một loại polysaccharide được tìm thấy trong ngũ cốc như yến mạch và lúa mạch, beta-glucan được biết đến với khả năng giảm cholesterol máu, cải thiện chức năng hệ miễn dịch và giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch

I.2 Tổng quan thông tin liên quan hợp chất chức năng:

A Tổng quan về Beta-glucan

1 Beta glucan là gì?

Hợp chất này được phát hiện và tiến hành nghiên cứu từ năm 1960 Bắt đầu từ việc phát triển Zymosan, thuốc kích thích miễn dịch được sử dụng phổ biến ở châu Âu

Beta glucan là polysaccharide, không đồng nhất với glucose polyme Hợp chất này được tạo nên thông qua liên kết gắn giữa các đơn phân tử D-glucose bởi β-glycoside Đặc tính của nó phụ thuộc vào cấu trúc, hình dáng, kích thước, mức độ hòa tan,… Trọng lượng phân tử càng lớn, hoạt tính sinh học sở hữu càng cao

Beta glucan cũng chính là chất xơ hòa tan, dưới dạng ellulose của thực vật Nó có mặt ở trong vỏ cám của hạt ngũ cốc, nấm men, nấm và vi khuẩn Nó còn được dùng làm chất phụ gia thực phẩm, thực phẩm chức năng và thuốc điều trị bệnh, ngoài ra còn được sử dụng để chế tạo mỹ phẩm

2 Phân loại

Căn cứ vào cấu trúc liên kết, tỷ lệ % và nguồn gốc tách chiết, có thể phân loại beta glucan thành các nhóm:

- β-(1,3/1,6)-D-glucan trong thành tế bào nấm, không hòa tan

- β-(1,3/1,4)-D-glucan trong vỏ ngũ cốc, yến mạch dạng hòa tan

- Hợp chất β-(1,3)-glucan giúp chiết xuất tảo biển và một số loại nấm

3 Tính chất của Beta-glucan

- Hòa tan trong nước: Beta-glucan hòa tan tốt trong nước, tạo ra các dung dịch

có tính chất nhão hoặc gelatinous

- Khả năng tạo gel: Beta-glucan có khả năng tạo gel trong môi trường nước, đặc biệt là khi nồng độ cao hoặc khi tiếp xúc với nước nóng

- Độ nhớt: Beta-glucan khi hòa tan trong nước có thể tạo ra dung dịch có độ nhớt cao, giúp làm đặc hoặc tạo thành gel trong một số ứng dụng thực phẩm

- Hoạt tính sinh học: Beta-glucan đã được chứng minh có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm hỗ trợ hệ miễn dịch, hỗ trợ tim mạch, giảm cholesterol, và có thể giúp kiểm soát đường huyết

* Đối với thực phẩm: Beta-glucan thường được sử dụng trong thực phẩm như chất làm đặc, chất ổn định và chất dinh dưỡng Nó có thể được thêm vào thực phẩm như các sản phẩm yến mạch, bánh mỳ, sữa, và thực phẩm chức năng Còn đối với qui mô công nghiệp: Beta-glucan cũng được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm và mỹ phẩm như chất tạo gel, chất bảo quản và chất làm mềm da

4 Vai trò và lợi ích của Beta glucan

4.1 Đối với cơ thể

- Tăng cường hệ miễn dịch: Beta glucan kích hoạt sản sinh cytokin và tăng cường sản xuất các tế bào miễn dịch như macrophage, tế bào NK và dendritic, giúp cải thiện đáp ứng miễn dịch

- Chống oxy hóa và bảo vệ da: Beta glucan có tính chất chống oxi hóa, giúp ngăn ngừa viêm và kích thích sản xuất collagen, làm giảm tình trạng lão hóa da

- Hỗ trợ sức khỏe tim mạch: Beta glucan giúp giảm cholesterol LDL và huyết

áp, giảm nguy cơ đột quỵ và các bệnh mạch vành

- Giảm nguy cơ ung thư: Beta glucan hỗ trợ hóa trị, xạ trị, kích thích sản xuất tế bào miễn dịch, giúp ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư

- Hỗ trợ tiêu hóa: Beta glucan là chất xơ hòa tan, giúp bảo vệ niêm mạc dạ dày - ruột, giảm táo bón và tiêu chảy, cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột

- Kiểm soát lượng đường huyết: Beta glucan giúp kiểm soát lượng đường trong máu, giảm cảm giác thèm ăn và giúp giảm lượng đường trong máu sau bữa ăn

- Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, tiêu thụ 4 – 7g β-glucan mỗi ngày giúp tăng cảm giác no, giảm tình trạng thèm ăn Đặc biệt là giúp giảm lượng đường trong máu sau bữa ăn Bởi vậy, đây là nhóm thực phẩm được ưu tiên trong thực đơn của người đái tháo đường và người muốn giảm cân

4.2 Đối với từng đối tượng

- Đối với trẻ em: Beta Glucan giúp ngăn ngừa bệnh về hô hấp và nâng cao sức khỏe miễn dịch cho trẻ Theo các chuyên gia, nó làm giảm các triệu chứng bệnh viêm mũi dị ứng thông qua việc làm giảm cytokine IL-4, IL-5 và làm tăng nồng độ IL-12

- Đối với phụ nữ mang thai: Hoạt chất này còn giúp mẹ bầu khỏe mạnh, hạn chế các bệnh về nhiễm khuẩn, nhiễm trùng… Từ đó, mẹ bầu và thai nhi được bảo

vệ cũng như phát triển toàn diện trước các tác nhân gây bệnh Tuy nhiên, mẹ

bầu cần tham khảo ý kiến của bác sĩ về các sản phẩm chứa hoạt chất này trước khi dùng

B Nguyên liệu chứa Beta- glucan

- Yến mạch: Mức độ chứa beta glucan trong yến mạch có thể dao động từ khoảng 2 đến 8% của trọng lượng khô

- Lúa mạch: Lúa mạch cũng chứa một lượng đáng kể beta glucan, với tỉ lệ thường khoảng 4-6% của trọng lượng khô

- Lúa mì: chứa 3-5% beta-glucan

- Nấm hương: Nấm hương cũng là một nguồn tốt của beta glucan Mức độ chứa beta glucan trong nấm hương thường dao động từ khoảng 1 đến 3% của trọng lượng khô.0

- Nấm maitake: là một loại nấm có nồng độ beta-glucan khá cao, là một trong những loại nấm men phổ biến được biết đến với các lợi ích dinh dưỡng và y tế Nồng độ beta-glucan trong nấm maitake thường dao động từ 20% đến 30% trong trọng lượng khô của nấm

II Đề xuất qui trình công nghệ sản xuất sản phẩm TPCN

II.1 Tìm hiểu và giới thiệu sơ lược về sản phẩm

A Yến mạch là gì?

Yến mạch là một loại ngũ cốc có nguồn gốc từ loài cây Avena sativa, phổ biến được trồng và sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, thường được sử dụng làm thực phẩm Yến là nguồn gìàu chất xơ, đặc biệt là chất xơ hoà tan như beta-glucan,

B Beta-glucan trong yến mạch

- Trong yến mạch hàm lượng beta-glucan có thể dao động từ khoảng 2% đến 8% trọng lượng khô Trong một số trường hợp đặc biệt, các loại yến mạch được chọn lọc có thể có nồng độ beta-glucan cao hơn, lên đến khoảng 10% của trọng lượng khô

- Đặc biệt ở Yến mạch là nguồn thực phẩm giàu beta glucan nhất trong tự nhiên, được FDA Hoa Kỳ chứng nhận Cụ thể, có tỷ lệ lớn hàm lượng chất xơ hòa tan từ Beta-1,3-D-Glucan trong yến mạch Theo nghiên cứu năm 2011, tiêu thụ 3 gam chất xơ hòa tan trong yến mạch mỗi ngày có thể làm giảm 5 – 10% lượng

cholesterol

- Yến mạch có lợi cho sức khoẻ: beta-gulcan có trong yến mạch giúp tăng cường sự

di chuyển của thức ăn qua đường ruột và giảm nguy cơ táo bón Nó cũng có thể giúp giảm nguy cơ ung thư đường ruột

II.2 Qui trình công nghệ sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng

A Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất sữa yến mạch

900 C trong 5 phút

Nghiền với tỷ lệ 3:1 hoặc 5:1

87 – 930C

20 phút

Áp suất đồng nhất hóa khoảng 40 MPa

Giữ 85-95°C 15-30 giây

Thanh trùng Phối trộn

Bã Ly tâm

Thêm enzyem phân giải Amylase Nghiền ướt

Chần yến mạch

Xử lý nguyên liệu Yến mạch thô

Nước

Sỏi, vỏ trấu,

bụi,…

Gia nhiệt

Phụ gia, chất ổn định, hương liệu tự nhiên, …

Đồng hóa

B Thuyết minh về qui trình công nghệ sản xuất sữa yến mạch

1 Xử lý nguyên liệu:

Yến mạch được tách vỏ trấu bên ngoài và được sàng lọc lại để loại bỏ tạp chất, vỏ trấu

còn sót lại và làm sạch

2 Chần yến mạch

- Beta-glucan trong yến mạch có thể bền đến nhiệt độ khá cao mà không bị phân

hủy hoặc giảm tính chất chống oxi hóa của nó quá nhiều Tuy nhiên, việc chế biến

ở nhiệt độ cao hơn có thể làm giảm tính bền của beta-glucan, đặc biệt là khi tiếp

xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài

- Vì vậy để có thể thu được càng nhiều Beta glucan trong yến mạch càng tốt, yến

mạch cần phải được chia nhỏ nên hầu hết các quy trình sản xuất sữa yến mạch đều

bắt đầu bằng việc chấn yến mạch với nước nóng, và đồng thời để làm bất hoạt các

enzyme có trong nó (Chẳng hạn, yến mạch chứa khá nhiều chất béo (lipid)

Enzyme trong yến mạch gọi là lipase có thể phá vỡ chúng, khiến yến mạch bị ôi

thiu theo thời gian Bằng cách vô hiệu hóa các enzyme này, yến mạch có thể được

bảo quản lâu hơn) và làm mềm yến mạch để đạt năng suất xay xát cao hơn Quá

trình chần sẽ làm nóng yến mạch cán đến 900C và giữ trong 5 phút Máy chần có

thể là bể ngâm SUS304 hoặc máy chần trục vít

3 Nghiền ướt:

Trộn yến mạch với nước và nghiền nhỏ Việc thêm nước sẽ giúp chúng dễ dàng phân hủy

hơn Trong quá trình nghiền, cấu trúc tế bào trong yến mạch sẽ bị vỡ Điều này giúp các

Giữ 85-95°C 15-30 giây

Khử trùng thứ cấp:

1210C trong 15 phút

Sản phẩm Đóng chai

Máy chần yến mạch

chất dinh dưỡng rời khỏi hạt dễ dàng hơn Chúng ta sử dụng máy nghiền keo hoặc máy xay loại ướt để xay yến mạch thành dạng sệt, trong quá trình xay yến mạch sẽ được hòa với nước và xay thành hỗn hợp mềm Máy nghiền keo được làm bằng vật liệu SUS304 và

độ chính xác xử lý vật liệu có thể đạt 2-50μm Tỷ lệ nước và bột yến mạch là khoảng 3:1 m Tỷ lệ nước và bột yến mạch là khoảng 3:1 đến 5:1, 1000g yến mạch cán và 3000l nước sau khi xay nhuyễn chúng ta có thể thu được khoảng 2500l yến mạch

4 Thêm enzyme phân giải:

- Tinh bột amylase tự nhiên sẽ được đưa vào bể chứa hỗn hợp để phân hủy tinh bột thành các thành phần nhỏ hơn Quá trình enzyme không chỉ có thể cải thiện năng suất và đặc tính cảm quan của sữa yến mạch so với quy trình truyền thống mà còn

có thể làm giảm độ nhớt và tăng vị ngọt của bùn yến mạch

- Quá trình gia nhiệt bùn yến mạch, thủy phân bằng enzyme, vô hoạt enzyme đều có thể được hoàn thành trong bể thủy phân bằng enzyme Nhiệt độ và thời gian thủy phân enzyme chung là 550C trong 4 giờ, nhưng điều này không tuyệt đối, khi nhiệt

độ tăng, thời gian sẽ giảm; Sau khi quá trình thủy phân bằng enzyme kết thúc, bùn yến mạch sẽ được gia nhiệt đến 900C để vô hiệu hóa amylase, sau đó bùn yến

Máy nghiền yến mạch

mạch sẽ được thải ra máy làm mát hình ống để làm nguội vật liệu từ 900C xuống 50-600C cho máy ly tâm decanter

5 Ly tâm:

- Sau khi sữa yến mạch được xử lý bằng enzyme, dùng máy tách ly tâm decanter (máy ly tâm với trục nằm ngang) để đảm bảo hiệu suất lọc tối ưu và năng suất chất lỏng cao do khử nước tối đa các chất rắn trong sữa yến mạch để thu được sữa yến mạch nguyên chất Nhiệt độ tách được kiểm soát ở khoảng 550C, có thể tách vỏ yến mạch khỏi sợi yến mạch ở mức độ lớn nhất

Bồn enzyme sữa yến mạch

- Tách chất bã để loại bỏ các chất xơ không hòa tan, giúp đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng Bã (chất xơ không hòa tan) thường làm cho sữa trở nên đục và có cặn, gây ra sự phân tách và không ổn định Bằng cách loại bỏ chúng, sản phẩm trở nên mịn màng hơn và không có cặn, cung cấp cho người tiêu dùng một trải nghiệm uống sữa tốt hơn và hấp dẫn hơn

6 Gia nhiệt:

Sữa sau khi được lọc sạch phần bã sẽ được đưa đi nấu chín Nhiệt độ để nấu sữa yến mạch sẽ dao động từ khoảng 87 – 930C và nấu trong vòng 20 phút Sữa sẽ được nấu trong thiết bị chuyên dụng là áo vỏ gia nhiệt bằng hơi nước, hơi nước sẽ làm nóng ở bên ngoài

để làm chín sữa bên trong thiết bị Thiết bị nấu sữa cũng được trang bị cánh khuấy để sữa luôn được khuấy đều khi nấu

7 Phối trộn:

- Quá trình phối trộn này có tác dụng điều chỉnh hương vị, mùi vị sữa và bổ sung các giá trị dinh dưỡng cần thiết vào sữa Quá trình phối trộn này được thực hiện trong thiết bị nấu, ngay sau khi sữa được nấu xong Thành phần chính của sữa yến mạch là nước, vitamin, dầu, chất ổn định, chất gôm, đường, chất khoáng và axit

Máy ly tâm Decanter

Máy ly tâm Decanter

- Bể trộn có ba lớp, có thể được làm nóng bằng hơi nước, được trang bị máy khuấy, cảm biến nhiệt độ, cảm biến mức, van mẫu, v.v Tất cả liều lượng nguyên liệu có thể được kiểm soát chính xác bằng lưu lượng kế hoặc cảm biến trọng lượng, đồng thời dây chuyền sản xuất có cấu hình cao hơn có thể được trang bị cụm van chống trộn để đảm bảo mức độ vệ sinh cao khi chế biến sản phẩm

8 Đồng hóa:

Trong quá trình sản xuất sữa yến mạch, chất đồng nhất được sử dụng để nghiền nát các hạt chất béo trong đồ uống, với áp suất đồng nhất hóa khoảng 40 MPa và quá trình đồng nhất hai giai đoạn để nhũ hóa hoàn toàn sản phẩm

9 Thanh trùng:

- Quy trình thanh trùng sữa yến mạch được thực hiện theo hai phương pháp khác nhau:

Bồn trộn sữa yến mạch

+ Đối với hộp sữa yến mạch đóng chai và đầu hồi, áp dụng phương pháp thanh trùng (giữ 85-95°C trong 15-30 giây) Sau khi sản phẩm được đổ vào thùng chứa, quy trình khử trùng thùng chứa là bắt buộc để đảm bảo thời hạn sử dụng ổn định

10 Đóng chai:

- Đối với sữa yến mạch đóng chai hoặc đóng hộp, sử dụng máy rót và đóng nắp/niêm phong chai/lon, sau khi sữa được đổ vào, quy trình khử trùng thứ cấp (1210C trong 15 phút) được áp dụng bằng máy tiệt trùng vặn lại để thu được thời hạn sử dụng ổn định của sản phẩm cuối cùng

III Thảo luận về sản phẩm chức năng sữa yến mạch:

Máy thanh trùng

Máy đóng gói sữa yến mạch