Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu ứng dụng phụ gia trong sản xuất váng sữa

MỞ ĐẦU Ngày nay, sữa và các sản phẩm từ sữa, đặc biệt là sản phẩm dành cho trẻ em nói riêng rất phong phú và đa dạng, từ các sản phẩm sữa thông thường như sữa tươi, sữa bột, sữa chua đến

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CH MINH, tháng 7 năm 2015

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Lê Thị Hồng Ánh

ngày 24 tháng 7 năm 2015

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 PGS TS Lê Văn Việt Mẫn

2 PGS TS Ngô Đại Nghiệp 3 TS Phan Tại Huân

4 TS Phan Ngọc Hòa 5 TS Võ Đình Lệ Tâm Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

2002-2007: Sinh viên trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng 2012 đến nay: Học viên cao học trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC

2009 đến nay: Công tác tại trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp Hồ Chí Minh

Tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình bé nhỏ đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, yên tâm làm việc

Tôi cũng xin cảm ơn Khoa Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách khoa, tập thể đồng nghiệp khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP HCM đã giúp tôi trong thời gian vừa qua

Hoàng Thị Trúc Quỳnh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Váng sữa được làm từ nguyên liệu chính là sữa tươi, cream, sữa gầy và một số loại phụ gia ổn định cấu trúc Váng sữa có hàm lượng chất béo cao, mùi vị thơm ngon, giàu calcium, vitamin và khoáng chất nên rất tốt cho trẻ em, người mới ốm dậy, người già

Trên thế giới, váng sữa được sử dụng như một món tráng miệng được ưa chuộng từ rất lâu Ở Việt Nam, các bà mẹ ngày càng có xu thế tin dùng váng sữa như một nguồn dưỡng chất thiết yếu cho con Tuy nhiên, các sản phẩm sản xuất trong nước không đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng về chất lượng nên phần lớn váng sữa trên thị trường là hàng nhập ngoại với giá thành cao Việc nghiên cứu phát triển một sản phẩm váng sữa có các đặc tính chất lượng phù hợp với khách hàng nội địa thật sự là vấn đề cần quan tâm và phát triển

Với mục tiêu giải quyết vấn đề trên, luận văn thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia lên đặc tính cấu trúc cũng như cảm quan của váng sữa Luận văn đã đạt được một số kết quả chính như sau:

- Xác định được ảnh hưởng của phụ gia (loại, nồng độ) đến cấu trúc của sản phẩm

- Thiết lập được công thức phối liệu tạo ra sản phẩm có đặc tính cảm quan phù hợp, đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng trong nước

- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất váng sữa có sử dụng phụ gia - Xác định được mức độ chấp nhận sử dụng sản phẩm của người tiêu dùng Những kết quả trên bước đầu đã tạo tiền đề cho việc triển khai công nghệ, ứng dụng vào thực tế, đồng thời là nguồn tham khảo tin cậy cho những nghiên cứu tiếp theo trong cùng lĩnh vực

ABSTRACT OF THESIS

Cream dessert is made from pure milk, cream, skimmed milk and some additives Cream dessert has a high fat content, good tasted, rich of calcium, vitamin and mineral that good for kids, well again person and older

All over the world, cream dessert has seemed to be use as a dessert since a long time ago In Viet Nam many mothers trend to use it as essential nutritive for their children However, the internal products don’t meet customer’s quality demand so most of cream dessert on our market is external with high price The research and improvement in cream dessert that has the quality characteristics consistent with domestic customers is a considered issues

With the goal of solving this problems, the thesis do the research about the effects of additives on structural characteristics and sense of milk scum Thesis has achieved some results as follows:

- Determine the effect of additives (type, concentration) to structure, organoleptic characteristics of the product

- Establish the blending formula creates products suitable organoleptic characteristics, to meet the requirements of domestic consumers

- Build up a technological process of milk scum using additives

The initial results have paved the way for the deployment of technology, in practical application, and a source of reliable reference for subsequent research in this field

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất cứ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Trúc Quỳnh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

M L N N ii

ABSTRACT OF THESIS iii

LỜI CAM ĐOAN iv

1 1 Giới thiệu chung 4

1 2 Các thành phần nguyên liệu chính trong sản xuất váng sữa 4

1 3 2 Tinh bột biến tính (E1442) 12

1.3.3 Carboxymethyl cellulose (E466) 14

1.3.4 Locust bean gum (E410) 20

1 3 5 Vấn đề an toàn trong sử dụng keo thực phẩm 25

1 4 Phương pháp sản xuất váng sữa 26

1.4.1 Quá trình ly tâm tách béo 26

1.5 2 Tiêu chuẩn hóa 28

CHƯƠN 2 LIỆ À PHƯƠN PHÁP N HIÊN CỨ 40

2 1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị 40

2 1 1 Nguyên liệu 40

2 3 1 Nghiên cứu quá trình ly tâm tách chất béo 45

2 3 2 Nghiên cứu quá trình tiêu chuẩn hóa 46

2 3 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến đặc tính lưu biến của váng sữa 47

2 3 4 Nghiên cứu quá trình đồng hóa 51

2 3 5 Nghiên cứu quá trình xử lý nhiệt 52

3 1 Nghiên cứu quá trình ly tâm tách chất béo 58

3 1 1 Ảnh hưởng của tốc độ ly tâm đến quá trình ly tâm tách chất béo 58

3 1 2 Ảnh hưởng của nhiệt độ nhập liệu đến quá trình ly tâm tách chất béo 58

3 1 3 Ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến quá trình ly tâm tách chất béo 59

3 2 Nghiên cứu quá trình tiêu chuẩn hóa váng sữa 61

3 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến đặc tính lưu biến của váng sữa 62

3 3 1 Nghiên cứu ảnh hưởng của carrageenan 62

3 3 2 Nghiên cứu ảnh hưởng của CMC 63

3 3 3 Nghiên cứu ảnh của tinh bột biến tính 64

3 3 4 Nghiên cứu ảnh hưởng của LBG 65

3 3 5 Nghiên cứu sử dụng phối hợp các phụ gia 66

3 4 Nghiên cứu quá trình đồng hóa váng sữa 70

3 4 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ nhập liệu 70

3 4 2 Ảnh hưởng của áp suất 72

3 5 Nghiên cứu quá trình xử lý nhiệt váng sữa 73

3 6 Quy trình công nghệ sản xuất váng sữa 73

3 7 Đánh giá cảm quan sản phẩm váng sữa 75

3 7 1 Mức độ chấp nhận sử dụng sản phẩm 75

3 7 2 Thông tin người tiêu dùng 76

3 7 3 Thói quen sử dụng của người tiêu dùng 76

3 8 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản 79

DANH MỤC HÌNH ẢNH

H n 1.1 Đơn vị cấu trúc disaccharide của carrageenan 8

H n 1.2 Carrageenan liên kết với casein và tạo gel với K+ và Ca2+ 12

H n 1.3 ín c ất xúc biến của CMC 17

H n 1.4 Cấu tạo đơn p ân của locust bean gum 20

H n 1.5 Mô tả đồ t ị t ể iện quan ệ giữa lực nén và t ời gian bằng p ương p áp nén đùn ngược 33

H n 2.1 Sơ đồ ng iên cứu ứng dụng p ụ gia trong công ng ệ sản xuất váng sữa 44

H n 2.2 Dự kiến sơ đồ công ng ệ sản xuất váng sữa 45

H n 3.1 Ản ưởng của n iệt độ n ập liệu đến àm lượng c ất béo trong dòng cream, sữa gầy và k ối lượng cream t u được 59

H n 3.2 Ản ưởng của lưu lượng n ập liệu đến àm lượng c ất béo trong dòng cream, sữa gầy và k ối lượng cream t u được 60

H n 3.3 Ản ưởng của n iệt độ đến quá tr n đồng óa 71

H n 3.4 Ản ưởng của áp suất đến quá tr n đồng óa 72

H n 3.5 Quy tr n công ng ệ sản xuất váng sữa sử dụng p ụ gia 74

H n 3.6 Mức độ c ấp n ận sử dụng sản p ẩm và sự k ác biệt t ống kê giữa các sản p ẩm* 75

H n 3.7 Mặt p ẳng p ân bố sản p ẩm 76

H n 3.8 Mặt p ẳng p ân bố người tiêu dùng 76

H n 3.9 Kết quả k ảo sát tần số sử dụng váng sữa trong 60 người tiêu dùng 77

H n 3.10 Kết quả k ảo sát các t ức sử dụng váng sữa trong 60 người tiêu dùng 77

H n 3.11 Kết quả k ảo sát mức độ g i n ớ n ãn iệu váng sữa sử dụng 78Hìn 3.12 Kết quả k ảo sát mức độ quan tâm của người tiêu dùng k i lựa c ọn sản p ẩm váng sữa 78H n 3.13 Ản ưởng của n iệt độ bảo quản đến lực nén cực đại và độ n ớt của váng sữa 80H n 3.14 Ản ưởng của t ời gian bảo quản đến lực nén cực đại và độ n ớt của váng sữa 81

DANH MỤC BẢNG BIỂU

ảng 1.1 àn p ần din dưỡng của 100g váng sữa Monte 4

ảng 1.2 àn p ần c ín của sữa bò tươi 5

ảng 1.3 óm tắt các tín c ất của carrageenan 9

ảng 1.4 Một số c ế độ xử lý n iệt t ông dụng trong công ng iệp c ế biến sữa 31 ảng 2.1 C ỉ tiêu c ất lượng của sữa bột gầy 40

ảng 2.2 C ỉ tiêu c ất lượng của đường sacc arose 40

ảng 2.3 C ỉ tiêu c ất lượng của Carrageenan 41

ảng 2.4 C ỉ tiêu c ất lượng của CMC 41

ảng 2.5 C ỉ tiêu c ất lượng của tin bột biến tín 42

ảng 2.6 C ỉ tiêu c ất lượng của locust bean gum 42

ảng 2.7 Hóa c ất sử dụng c o ng iên cứu 43

ảng 2.8 ố trí t í ng iệm ng iên cứu quá tr n ly tâm tác c ất béo 46

ảng 2.9 iới ạn nồng độ p ụ gia trong t í ng iệm sử dụng p ối ợp 4 loại 49

ảng 2.11 Ma trận t ực ng iệm Y 24 50

ảng 2.12 ố trí t í ng iệm ng iên cứu quá tr n đồng óa váng sữa 51

ảng 2.13 ố trí t í ng iệm ng iên cứu quá tr n xử lý n iệt 52

ảng 2.14 Sản p ẩm váng sữa sử dụng trong t í ng iệm cảm quan 53

ảng 2.15 ố trí t í ng iệm ng iên cứu ản ưởng của n iệt độ và t ời gian bảo quản 55

ảng 3.1 Ản ưởng của tốc độ ly tâm đến quá tr n ly tâm tác c ất béo 58 ảng 3.2 Ản ưởng của n iệt độ n ập liệu đến quá tr n ly tâm tác c ất béo 59

ảng 3.3 Ản ưởng của lưu lượng n ập liệu đến quá tr n ly tâm tác c ất béo

60

ảng 3.4 àn p ần nguyên liệu trước k i tiêu c uẩn óa 61

ảng 3.5 àn p ần sản p ẩm váng sữa sau k i tiêu c uẩn óa 61

ảng 3.6 Kết quả quá tr n tiêu c uẩn óa để sản xuất váng sữa 62

ảng 3.7 Kết quả t í ng iệm xác địn ản ưởng của carrageenan đến đặc tín lưu biến của váng sữa 63

ảng 3.8 Kết quả t í ng iệm xác địn ản ưởng của CMC đến đặc tín lưu biến của váng sữa 64

ảng 3.9 Kết quả t í ng iệm xác địn ản ưởng của tin bột biến tín đến đặc tín lưu biến của váng sữa 64

ảng 3.10 Kết quả t í ng iệm xác địn ản ưởng của L đến đặc tín lưu biến của váng sữa 65

ảng 3.13 Kết quả t ực ng iệm t eo ma trận Y 2k 67

ảng 3.14 Kết quả k ảo sát đặc tín lưu biến của 3 loại váng sữa trên t ị trường 69

ảng 3.15 Kết quả tỷ lệ các p ụ gia xác địn t eo p ương tr n ồi quy 70

ảng 3.16 Kết quả kiểm tra t ực ng iệm tỷ lệ các p ụ gia từ p ương tr n ồi quy 70

ảng 3.17 Kết quả lựa c ọn n iệt độ n ập liệu t íc ợp c o quá tr n đồng óa 71

ảng 3.18 Kết quả lựa c ọn áp suất t íc ợp c o quá tr n đồng óa 72

ảng 3.19 Kết quả lựa c ọn c ế độ xử lý n iệt t íc ợp 73

ảng 3.20 Ản ưởng của n iệt độ và t ời gian bảo quản đến lực nén và độ n ớt 79

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Việt

TBBT Tinh bột biến tính CMC Cacboxylmetyl Cellulose

INS Hệ thống đánh số PGTP quốc tế ADI Lƣợng ăn vào hàng ngày chấp nhận đƣợc JECFA Ủy ban các chuyên gia của FAO/WHO về PGTP FDA Cơ quan quản lý Thuốc & Thực phẩm Hoa Kỳ

GRAS Nhóm phụ gia thực phẩm đƣợc công nhận là an toàn ML Liều lƣợng phụ gia thực phẩm tối đa cho phép dùng

trong thực phẩm w/w Khối lƣợng/khối lƣợng

MỞ ĐẦU

Ngày nay, sữa và các sản phẩm từ sữa, đặc biệt là sản phẩm dành cho trẻ em nói riêng rất phong phú và đa dạng, từ các sản phẩm sữa thông thường như sữa tươi, sữa bột, sữa chua đến các sản phẩm giàu năng lượng và dinh dưỡng như váng sữa, phomai tươi Trong số đó, váng sữa là mặt hàng ngày càng được quan tâm và chú ý

Váng sữa là sản phẩm được làm từ nguồn nguyên liệu chính là sữa tươi, cream, sữa gầy, được phối trộn với các chất phụ gia (như carrageenan, tinh bột biến tính, pectin, CMC…) Váng sữa có hàm lượng chất béo khá cao (trên 10%), mùi vị thơm ngon, cung cấp nhiều năng lượng, ngoài ra còn bổ sung calcium, vitamin và các khoáng chất, rất tốt cho trẻ em, người mới ốm dậy, người già

Trên thế giới, váng sữa được sản xuất và sử dụng từ lâu, là một trong những món tráng miệng được ưa chuộng Thị trường các sản phẩm tráng miệng, trong đó có váng sữa, luôn phát triển ổn định

Váng sữa là sản phẩm dạng sệt nên bên cạnh các thành phần nguyên liệu như: sữa tươi, cream, sữa gầy… thì phụ gia là yếu tố được quan tâm hàng đầu Các chất phụ gia được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương, tạo cấu trúc cho sản phẩm Trong sản xuất váng sữa, người ta thường sử dụng kết hợp tinh bột (tinh bột biến tính) và các chất keo (như carrageenan, các loại gôm…) Tinh bột tạo khung cho sản phẩm, trong khi đó carrageenan tạo cấu trúc mong muốn Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xác định loại, hàm lượng chất phụ gia, tỷ lệ các thành phần trong nguyên liệu phù hợp để tạo ra sản phẩm có cấu trúc ổn định và phù hợp nhất

Bên cạnh các nghiên cứu về chất phụ gia và cấu trúc của sản phẩm, các công đoạn trong quy trình sản xuất váng sữa cũng được các nhà khoa học quan tâm Nhiều công trình nghiên cứu về quá trình ly tâm đã khẳng định quá trình tạo cream chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ Các điều kiện xử lý nhiệt cũng được quan tâm nghiên cứu Váng sữa thanh trùng ở nhiệt độ cao, thời gian ngắn có độ bền nhũ tương cao hơn so với váng sữa tiệt trùng UHT Váng sữa đồng hóa trước khi thanh trùng có hàm lượng phospholipid cao hơn và ít protein hơn ở bề mặt chất béo sữa so với váng sữa đồng hóa sau khi thanh trùng

Như vậy, cùng với sự gia tăng không ngừng nhu cầu về các sản phẩm từ sữa nói chung, sản phẩm váng sữa luôn được các nhà khoa học công nghệ và các nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng và đa dạng hóa sản phẩm

Ở Việt Nam, váng sữa xuất hiện trên thị trường chưa lâu nhưng là loại thực phẩm được nhiều gia đình lựa chọn Theo thống kê, thị trường váng sữa Việt Nam hiện có hơn 50 loại váng sữa khác nhau, trong đó đa số là nhập khẩu, kể cả “xách tay” từ nước ngoài Nhiều loại váng sữa có thành phần chủ yếu là “sữa tươi nguyên chất”, “sữa nguyên kem” hoặc ghi chung chung là sữa với tỷ lệ sữa nguyên kem 50- 60%, cùng nhiều thành phần khác như hương liệu, chất tạo màu, đường, muối, bột bơ sữa, chất tạo đặc Hiện nay, các doanh nghiệp trong nước sản xuất mặt hàng này rất ít Tuy về giá thành có thể cạnh tranh với các sản phẩm nhập ngoại nhưng vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu của khách hàng nội địa, đặc biệt là về đặc tính cảm quan

Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm váng sữa từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, thay thế nhập ngoại là vấn đề có ý nghĩa khoa học, có giá trị thực tiễn và có tính xã hội cao

Các phân tích trên đây cho thấy nghiên cứu công nghệ sản xuất váng sữa, đặc biệt từ nguồn nguyên liệu trong nước với chất lượng cao, giá thành hạ, thay thế sản phẩm nhập khẩu là vấn đề có có giá trị thực tiễn và có tính xã hội cao Mặt khác, việc sử dụng phụ gia trong sản xuất váng sữa có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng sản phẩm Do đó, việc “Nghiên cứu ứng dụng phụ gia trong sản xuất váng sữa”, là vấn đề thực sự cần thiết, có ý nghĩa thực tiễn và tính xã hội cao, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm giàu dinh dưỡng từ sữa phục vụ trẻ em

Mục tiêu của luận văn:

- Nghiên cứu ảnh hưởng độc lập của từng phụ gia và tương tác giữa chúng đến cấu trúc của váng sữa Qua đó, xác định tỷ lệ phối hợp các phụ gia nhằm tạo ra sản phẩm có đặc tính phù hợp, đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng

- Xác định mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm nghiên cứu của đề tài Đồng thời đánh giá khả năng đưa sản phẩm nghiên cứu ra thị trường

- Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất váng sữa có sử dụng phụ gia và sản

xuất thử nghiệm sản phẩm

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:

Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phụ gia trong sản xuất váng sữa” hoàn thành

với ý nghĩa sử dụng nguồn nguyên liệu chất lượng cao trong nước tạo ra một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm giàu dinh dưỡng, thay thế các sản phẩm tương tự nhập ngoại với giá thành cao cho thị trường nội địa Đồng thời việc mô hình hoá được ảnh hưởng của các phụ gia đến đặc tính của váng sữa cho phép có thể chủ động điều khiển công thức phối trộn phụ gia để tạo ra sản phẩm váng sữa có đặc tính như mong muốn

Luận văn được trình bày trong 83 trang, chia làm 5 phần bao gồm:  Mở đầu (03 trang)

 Chương 1: Tổng quan (36 trang)  Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (19 trang)  Chương 3: Kết quả và bàn luận (23 trang)

 Chương 4: Kết luận và kiến nghị (2 trang)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 iới t iệu c ung

Váng sữa là một sản phẩm được làm từ nguồn nguyên liệu chính là sữa, có hàm lượng chất béo khá cao (trên 10%) Về cấu trúc vật lý, váng sữa là pha phân tán, bản chất phi Newton, có dạng sệt Trên thế giới, từ lâu váng sữa đã được dùng như một món ăn tráng miệng hấp dẫn Sản phẩm này du nhập vào Việt Nam vài năm gần đây và cũng rất được người tiêu dùng ưa chuộng Váng sữa có mùi thơm ngon, vị béo ngậy, dễ sử dụng, hợp với khẩu vị của đa số trẻ em cũng như người lớn Đây là món ăn kết hợp, thường được dùng trong các bữa phụ để bổ sung năng lượng và các chất dinh dưỡng, đặc biệt cho các bé biếng ăn, người gầy, người mới ốm dậy, tăng cường sức đề kháng cho cơ thể, giúp các bé tăng trưởng đặc biệt về trí tuệ, chiều cao và cân nặng

Váng sữa là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Ngoài hàm lượng chất béo cao, cung cấp năng lượng cho cơ thể, váng sữa còn là nguồn cung cấp calcium, vitamin và chất khoáng, rất tốt cho sự phát triển của trẻ em

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của 100g váng sữa Monte

calcium, vitamin và khoáng chất Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng sữa từ các động vật để chế biến thành nhiều thực phẩm quý giá Ngày nay, các sản phẩm từ sữa rất đa dạng và phong phú [1]

Bảng 1.2 Thành phần chính của sữa bò tươi [2]

Các thành phần chính Giá trị trung bình (%)

Protein tổng Casein Whey protein Chất béo Carbohydrate Tro

3,5 2,8 0,7 3,7 4,8 0,7

Ở nước ta, ngành công nghiệp chế biến sữa cũng ngày càng phát triển, phục vụ nhu cầu không ngừng tăng của người tiêu dùng về các sản phẩm từ sữa Sữa bò vẫn là nguồn nguyên liệu chính của ngành chế biến sữa Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi bò sữa trong nước phát triển mạnh Đàn bò sữa tăng trưởng 16% / năm trong giai đoạn từ 2001 đến 2009, tập trung chủ yếu ở miền Nam Miền Bắc chỉ chiếm 15 – 25% tổng số bò sữa tại Việt Nam trong giai đoạn này Ở miền Nam, thành phố Hồ Chí Minh là vùng nuôi nhiều bò sữa nhất, với 69 ngàn con vào năm 2008 Trong những năm qua, sản lượng sữa trong nước vẫn tăng đều với tốc độ trung bình 23% / năm Tương ứng với quy mô đàn bò, miền Nam sản xuất hơn 85% sản lượng sữa tươi cả nước Năm 2009, sản lượng sữa cả nước là 278 190 tấn, tăng 6,11% so với năm 2008 Đây là mức tăng thấp nhất trong giai đoạn 2001 – 2009, do việc cơ cấu lại quy mô đàn bò khiến một số lượng bò chưa có khả năng khai thác sữa [1]

Các công ty sản xuất sữa lớn trong nước như Vinamilk, Friesland Campina Việt Nam (Dutch Lady) đã đầu tư vùng nguyên liệu riêng cho mình Điển hình là Vinamilk, ngoài việc thu mua sữa ở các trang trại nhỏ lẻ của nông dân, đã xây dựng 5 trang trại nuôi bò, trong đó trang trại nuôi bò ở Nghệ An là lớn nhất cả nước Hai doanh nghiệp sữa trên đã đầu tư mua cùng lúc khoảng 4000 con bò sữa từ Newzeland Các doanh nghiệp sản xuất sữa khác vẫn tiếp tục đầu tư cho nông dân để phát triển nguồn nguyên liệu sữa trong nước Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu trong nước mới chỉ đáp ứng được

khoảng 30% nhu cầu của các công ty sản xuất sữa Việc phát triển vùng nguyên liệu trong nước vẫn là vấn đề được nhà nước và các doanh nghiệp quan tâm đầu tư [1]

1.2.2 Cream

Cream là phần giàu chất béo của sữa, được tách ra nhằm phục vụ cho nhu cầu con người Cream có tỷ trọng thấp nhất trong sữa nên có xu hướng nổi lên bề mặt sữa Vì vậy, cream có thể được tách ra từ sữa tươi chưa đồng hóa một cách tự nhiên khi để ở trạng thái tĩnh Tuy nhiên, trong sản xuất người ta thường tách cream bằng cách ly tâm sữa Giống như sữa, cream là một hệ nhũ tương dầu - nước Các giọt cầu béo phân tán trong môi trường vừa có protein, đường lactose, khoáng và một số vitamin Phần lớn các giọt cầu béo có đường kính 0,5 – 25 m, trung bình 3 – 8 m [2]

Hàm lượng chất béo trong cream ban đầu khoảng 35 – 45%, nhưng hàm lượng nước và chất khô không béo (chủ yếu là protein và lactose) thấp hơn trong sữa Hàm lượng chất béo của cream có thể thay đổi theo mục đích sử dụng bằng cách tiêu chuẩn hóa với sữa gầy

Cream có nhiều chất béo nên có độ nhớt cao Hiện nay, người ta có thể điều chỉnh quá trình sản xuất để tạo nên rất nhiều sản phẩm cream có độ nhớt khác nhau nhưng hàm lượng béo như nhau

Thành phần chất béo của cream có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo chưa no Chất béo của cream sữa cũng dễ xảy ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần và tính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượng của cream và nhiều khi làm hỏng cream sữa

* Ứng dụng của cream

Cream được sử dụng rất nhiều trong việc chế biến món ăn cũng như trong công nghiệp thực phẩm Ở các nước châu Âu, cream thường được dùng để chế biến các món súp, nước sốt, các loại bánh ngọt, các món tráng miệng… Trong công nghiệp thực phẩm, cream là nguyên liệu trong quy trình sản xuất nhiều sản phẩm: kem, kem chua, bánh, kẹo, bơ, sữa chua, váng sữa…

1.2.3 Sữa bột gầy

Sữa bột gầy (skimmilk) là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi đã tách bớt một phần chất béo Hàm lượng lipid trong sữa bột gầy thường dao động quanh giá trị 1,5% Tuy nhiên một số sản phẩm thương mại có hàm lượng chất béo chỉ 0,55%, thậm chí

chỉ 0,1%

Sữa bột gầy thường được dùng trong sản xuất sữa hoàn nguyên, các sản phẩm từ sữa như: đồ tráng miệng đông lạnh, pho mát, sữa chua, đồ uống chứa sữa…, ngoài ra còn được sử dụng trong các sản phẩm bánh, bánh custard, thực phẩm đông lạnh, thịt chế biến, súp các loại, dinh dưỡng trẻ em [3]

1.3 P ụ gia dùng trong sản xuất váng sữa

Váng sữa là một hệ nhũ tương dầu – nước, cấu trúc không ổn định Trong sản xuất váng sữa, người ta thường sử dụng các chất phụ gia nhằm tăng độ đặc, nhũ hóa, ổn định cấu trúc sản phẩm Các chất phụ gia thường được sử dụng trong váng sữa là: tinh bột biến tính, carrageenan, pectin, gelatin, natri carboxymethyl cellulose (CMC), locust bean gum (LBG)

1.3.1 Carrageenan (E407)

Carrageenan là một chế phẩm sinh học được chiết xuất từ rêu Irish moss (loài rong đỏ Chondrus crispus) hơn 600 năm trước tại một ngôi làng trên bờ biển phía

Nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen Sau này, carrageenan được

chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina stelata thuộc chi rong Gigartina hay

các loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta Những loài này gọi chung là Carrageenophyte [4]

Vào những năm 30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong công nghiệp bia và hồ sợi Cũng trong thời kỳ này, những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ

Carrageenan không được tiêu hóa trong cơ thể người, không có giá trị dinh dưỡng, chỉ tác dụng như một chất xơ Tuy nhiên chúng lại có một số tính chất chức năng đặc biệt để tạo gel, làm đặc, làm bền các thực phẩm hoặc các hệ thống thực phẩm

Carrageenan là một polysaccharide cao phân tử mạch thẳng gồm các đơn vị

galactose và 3,6-anhydrogalactose, liên kết với nhau bằng liên kết -(1,3) và -(1,4) glycoside Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfate được gắn vào carrageenan ở những vị trí khác nhau, với số lượng khác nhau Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có một dạng cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat có cấu trúc đa dạng Dựa vào cấu trúc, người ta phân

carrageenan thành các dạng khác nhau là: μ –, ν –, λ –, κ –, ι –, θ– carrageenan Trong quá trình chiết tách, do tác động của môi trường kiềm các μ-,ν-,λ-carrageenan dễ chuyển hóa thành κ-, ι-, θ- carrageenan tương ứng [5]

Hình 1.1 Đơn vị cấu trúc disaccharide của carrageenan [5]

Tính chất chức năng của carrageenan

Trong các công nghệ thực phẩm, carrageenan đã được chứng minh là một phụ gia làm ổn định, làm đặc và tạo gel rất hiệu quả Tính chất vật lý cơ bản của 03 loại carrageenan chính nói trên, bao gồm các đặc tính tạo gel, khả năng hòa tan được trình bày ở bảng 1.3

iota

kappa

lambda

Bảng 1.3 Tóm tắt các tính chất của carrageenan [5]

Độ hòa tan Lambda Iota Kappa

Nước nóng (80°C) Hòa tan Hòa tan Hòa tan Nước lạnh (20°C) Tất cả các

muối lambda đều hòa tan

Muối Na+ hòa tan Muối Ca2+ tạo ra các hạt trương nở có tính chất thixotropic

Muối Na+ hòa tan Đối với muối K+

, Ca2+ thì trương nở có giới hạn

Sữa nóng (80°C) Hòa tan Hòa tan Hòa tan Sữa lạnh (20°C) Làm đặc Không hòa tan Không hòa tan Sữa lạnh (có bổ sung

pyrophosphate-TSPP)

Làm tăng tính chất tạo đặc hoặc tạo gel

Tạo đặc hoặc tạo gel

Tạo đặc hoặc tạo gel

Dung dịch (dd) đường 50%

Hòa tan Không hòa tan Hòa tan trong điều kiện dd

nóng Dung dịch muối 10% Hòa tan trong

điều kiện dd nóng

Hòa tan trong điều kiện dd nóng

Không hòa tan

Sự tạo gel

Ảnh hưởng của các cation

Không tạo gel Tạo gel mạnh

nhất với Ca2+

Tạo gel mạnh nhất với K+

Cộng hưởng với bột konjac

Sự thuận nghịch với lực khuấy, cắt (shear-reversibile)

Độ bền trong môi trường acid

Bị thủy phân Bị thủy phân, quá trình được thúc đẩy bởi nhiệt

độ cao, pH thấp, thời gian kéo dài Tương tác với protein Tương tác mạnh với protein trong

điều kiện acid Tương tác đặc trưng với kappa casein của sữa

- Độ tan: Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng,

nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6 - anhydro không ưa nước, do đó các carrageenan này không tan trong nước Nhóm

carrageenan không có cầu nối thì dễ tan hơn Thí dụ như λ – carrageenan không có cầu

nối 3,6 - anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nước nên nó tan trong nước ở điều kiện

bất kỳ Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –carrageenan tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước nóng

- Độ nhớt: Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm Các carrageenan tạo thành

dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 MPa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có

độ nhớt tới 2000 MPa [6] - Tương tác với protein: Một loại tương tác của carrageenan được biết rõ nhất là tương tác với protein (đây cũng được xem là keo thực phẩm) Một số ứng dụng đầu tiên của tương tác này là trong sản phẩm bánh flan và các sản phẩm gel sữa, sữa cô đặc và các hỗn hợp kem (ice cream mixes) Trong các ứng dụng này, chỉ cần sử dụng carrageenan ở mức 0,01% do hiệu quả cao của sự cộng hưởng giữa kappa carrageenan với kappa casein Trong các sản phẩm này, kappa carrageenan không chỉ hình thành một gel yếu trong pha nước mà nó còn tạo được cấu trúc bằng việc tương tác trực tiếp với các nhóm acid amin tích điện dương và tương tác gián tiếp, thông qua các cation hóa trị 2, với các nhóm acid amin tích điện âm của protein ở bề mặt của các hạt cầu casein (casein micelle) Loại tương tác cộng hưởng này được ứng dụng rộng rãi để làm ổn định các sản phẩm làm từ sữa Với liều lượng rất thấp khoảng 150-250 ppm carrageenan là đủ để ngăn chặn sự tách whey protein của những sản phẩm này trong quá trình sản xuất và tồn trữ Trong sản phẩm sữa hương vị chocolate và đồ uống từ sữa có bổ sung calcium, một lượng nhỏ carrageenan có thể giúp ngăn chặn sự tách whey protein và tạo ra mạng lưới giúp làm bền sự lơ lửng của các hạt cacao hoặc các hạt muối calcium không hòa tan trong sữa [5,7]

- Tạo gel: Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (từ 0,01 %) Ở dạng gel, các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chắc, bên trong

có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi) Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng độ nhất định Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel Như vậy, gel là tập hợp các xoắn có trật tự hay còn gọi là xoắn kép [8,9]

Ứng dụng của carrageenan

Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhưng phổ biến nhất là trong công nghiệp thực phẩm Nhiều nghiên cứu đã chứng minh độ an toàn của carrageenan Nó không gây độc và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn Tổ chức FDA của Mỹ đã xếp carrageenan vào danh mục các chất an toàn đối với các sản phẩm thực phẩm Carrageenan được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm nhờ các đặc tính sau:

- Tham gia như một chất tạo đông đối với một số sản phẩm như: kem, sữa, bơ, pho mát

- Làm bền nhũ tương, giúp cho dung dịch ở trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp

- Có thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lý, cơ học mong muốn, tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai

Nhờ khả năng tương tác với protein, 50% tổng lượng carrageenan được sử dụng trong công nghiệp sữa Vai trò của carrageenan là làm cho các sản phẩm sữa có độ ổn định khá cao, không cần dùng đến tinh bột hoặc lòng trắng trứng…Sữa nóng có chứa

carrageenan được làm lạnh sẽ tạo gel, giữ cho nhũ tương của sữa với nước được bền vững, không bị phân lớp Tác nhân chính trong quá trình tạo gel là do liên kết giữ các

ion sulfat với các đuôi mang điện của các phân tử protein và các cation Ca2+, K+ có mặt trong sữa [10]

Mức độ tạo gel của carrageenan với sữa cũng khác nhau: κ– carrageenan và ι - carrageenan không tan trong sữa lạnh, λ – carrageenan tan trong sữa lạnh Chính vì vậy, λ – carrageenan được ứng dụng nhiều hơn trong công nghệ chế biến sữa

Các ứng dụng phổ thông và truyền thống của carrageenan trong các sản phẩm từ sữa là bánh flan và pudding Các sản phẩm này sử dụng một dãy toàn bộ các loại carrageenan cho các mục đích tạo gel và tạo đặc Cấu trúc có thể trải dài từ dạng gel chắc, dòn của bánh flan (còn gọi là cream caramel) cho tới gel mềm trong các sản phẩm tráng miệng có thể múc được (như váng sữa) và trong sản phẩm custard [5]

Công nghệ biến đổi tinh bột dựa vào các phương pháp chuyển đổi hóa học , vật lý hoặc enzyme qua việc cắt các liên kết, định hình lại, oxy hóa hoặc thay thế hóa học

Hình 1.2 Carrageenan liên kết với casein và tạo gel với K+

và Ca2+ [5]

trong phạm vi hạt tinh bột để làm thay đổi các đặc tính của tinh bột tự nhiên cho ra sản phẩm tinh bột biến đổi có các tính năng tốt hơn

Tùy thuộc vào phương pháp biến tính tinh bột, người ta có thể tạo ra các sản phẩm tinh bột biến tính khác nhau [11,12]:

- Phương pháp biến hình vật lí : tinh bột hồ hóa trước, tinh bột xử lý nhiệt ẩm, tinh bột dạng hạt (sago)…

- Phương pháp biến hình hóa học: tinh bột xử lý acid, tinh bột dextrin hóa, tinh bột ete hóa, tinh bột este hóa, tinh bột phosphate, tinh bột liên kết ngang, tinh bột biến tính kép…

- Phương pháp biến hình bằng enzyme: maltodextrin, cyclodextrin, polyol (sorbitol, manitol)…

Tính chất của tinh bột biến tính - Khả năng tạo gel

- Khả năng tạo độ xốp, độ cứng

- Khả năng tạo độ trong, độ đục cho sản phẩm

- Khả năng tạo kết cấu

- Khả năng giữ mùi, giữ ẩm

- Hạn chế tác động của vi sinh vật

Ứng dụng của tinh bột biến tính Hiện nay, tinh bột biến tính được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp thực phẩm nói riêng Trong công nghiệp thực phẩm, tinh bột biến tính thường được dùng làm các chất phụ gia để sản xuất bánh kẹo, thực phẩm cho trẻ em, thực phẩm ăn kiêng, thực phẩm dùng để truyền trực tiếp cho bệnh nhân nặng, làm chất ổn định cho các dạng nước quả, kem, sữa chua… Với từng mục đích và yêu cầu sản xuất, người ta sử dụng các loại tinh bột biến tính khác nhau với các tính chất phù hợp [11]

Tinh bột phosphate được dùng để ổn định trạng thái nhũ tương, ổn định độ bền,

độ đặc cho các sản phẩm Tinh bột phosphate trộn khô với đường và hương liệu, cho vào sữa lạnh để định dạng sản phẩm bánh pudding Tinh bột phosphate còn được dùng để ổn định trạng thái nhũ tương của sốt mayonnaise, cải thiện chất lượng bánh mì

Tinh bột acetate được sử dụng làm chất nền trong các sản phẩm thực phẩm đông lạnh nhờ khả năng ngăn chặn sự tự tạo gel, sự rỉ nước, cải thiện độ ổn định sau quá trình lạnh đông – rã đông

Tinh bột biến tính kép acetate và phosphate thể hiện đồng thời các đặc tính và chức năng của tinh bột acetyl hóa và phosphate hóa Sản phẩm này có độ ổn định “đông lạnh- rã đông” tuyệt hảo, độ trong của gel tốt hơn, chịu nhiệt độ cao, độ ổn định trong axít và khuấy trộn mạnh được cải thiện Sản phẩm này thường được sử dụng trong các thực phẩm như: sữa chua, nước tương, tương ớt, sốt cà chua, súp, các loại nước sốt, bánh puding, thạch (gel), giăm bông và xúc xích, thực phẩm đóng hộp và thực phẩm lạnh đông [13]

Tinh bột biến tính bằng phương pháp oxy hóa, phương pháp acid có tác dụng tạo độ xốp, độ giòn cho sản phẩm nên thường được ứng dụng trong công nghệ sản xuất các loại bánh như: phồng tôm, bánh qui xốp…

Tinh bột biến hình bằng phương pháp acid được sử dụng nhiều trong các nhà máy sữa để làm ổn định sữa chua

Ở một khía cạnh khác, thành phần nguyên liệu trong hỗn hợp cũng có ảnh hưởng đến đặc tính của tinh bột Độ nhớt của dịch tinh bột sẽ bị giảm nếu trong đó có thành phần chất béo cao [14] Điều này là do chất béo sẽ tạo một lớp áo bao phủ bề mặt tinh bột và làm chậm sự hấp thu nước của nó Trong trường hợp sử dụng tinh bột hồ hóa sẵn (pregel), sự phân tán và hấp thu nước của chúng sẽ rất dễ dàng Hoặc với thực phẩm có tồn tại hệ nhũ, tinh bột thay thế bằng nhóm ưa béo nên được sử dụng để làm bền hệ nhũ

Như vậy, tinh bột biến tính được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm Trong thực tế sản xuất, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện cụ thể mà sử dụng loại tinh bột biến tính thích hợp

1.3.3 Carboxymethyl cellulose (E466)

Carboxymethyl cellulose (CMC) là một dẫn xuất cellulose có tính anion, hòa tan trong nước CMC có trạng thái bột rời, không mùi vị, màu từ nâu nhạt đến trắng và khá hút ẩm Loại có phẩm cấp cao, tinh khiết có hàm lượng ≥ 99,5% được gọi là gum cellulose Đặc tính trong dung dịch và độ hòa tan của CMC sẽ khác nhau tùy thuộc vào giá trị DP và DS cũng như tính đồng đều của sự thay thế Giá trị DS sẽ cho biết số nhóm carboxyl trung bình trên mỗi AGU Về lý thuyết DS có thể đạt đến 3 nhưng trong thực tế, các sản phẩm CMC thương mại có DS chỉ lên tới 1,5 Nếu DS < 0,4, CMC sẽ không hòa tan trong nước Dẫn xuất cellulose là các polymer mạch dài và khối lượng phân tử của nó được xác định bởi cả hai giá trị DP và DS Khi tăng khối lượng phân tử một giá trị nhỏ sẽ tạo ra mức tăng lớn về độ nhớt [5]

Tính chất chức năng của CMC: Chế phẩm natri carboxymethyl cellulose ở dạng bột hoặc sợi mịn, có màu trắng hoặc vàng nhạt, hầu như không có mùi, dễ hút ẩm Khi ngâm trong nước, chế phẩm trương nở và tan tạo thành dung dịch keo, có độ nhớt khá cao, không tan trong etanol [12]

- Độ hòa tan

Độ dài của chuỗi polymer sẽ ảnh hưởng đến độ hòa tan Độ dài giảm sẽ làm tăng độ hòa tan Các loại CMC có cùng giá trị DS nhưng khác giá trị DP cũng có độ hòa tan khác nhau Thêm vào đó, tăng số nhóm thay thế cũng sẽ làm tăng độ hòa tan Khi DS giảm sẽ cho phép sự kết hợp của các vùng không được thay thế dọc trên phân tử cellulose, làm giảm độ hòa tan Khi sự thay thế diễn ra đồng đều trên khung cellulose thì sự kết hợp nói trên bị ngăn chặn và độ hòa tan của CMC tăng lên Vì vậy, loại CMC có DS thấp và sự thay thế kém đồng đều sẽ hòa tan kém hơn so với loại có DS cao khi cả 02 loại có cùng giá trị DP [5]

- Độ nhớt

Độ nhớt của CMC được xác định thông qua việc kiểm soát giá trị DP CMC có độ dài phân tử cao hơn sẽ cho độ nhớt lớn hơn DS thấp và sự thay thế kém đồng đều cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của CMC do tạo ra khả năng kết hợp như đã trình bày ở trên CMC có độ hòa tan kém sẽ tạo ra độ nhớt và khả năng giữ nước cao hơn Theo cách này thì cả hai giá trị DS và DP đều có ảnh hưởng đến độ nhớt trong dung dịch của CMC [5]

Độ nhớt của CMC cũng bị ảnh hưởng bởi các hợp chất tan trong nước không giới hạn (water-miscible) như glycerine hoặc ethanol Các hợp chất này làm tăng độ nhớt của CMC do chúng làm giảm lượng nước “tự do” có nhiệm vụ là dung môi cho CMC, tạo ra một dung dịch CMC đậm đặc hơn Vì vậy, có thể làm tăng mạnh độ nhớt của CMC bằng việc tăng tỷ lệ của các hợp chất này trong hệ thống

- Kỹ thuật phân tán và hòa tan CMC

CMC có thể hòa tan trong nước nóng hoặc nước lạnh Do sự hấp thu nước (hydrate hóa) nhanh của CMC nên các hạt nhỏ trong bột của nó có xu hướng tập hợp và vón cục Một số kỹ thuật để khắc phục hiệu quả hiện tượng này Sử dụng thiết bị trộn tốc độ cao để tạo ra vòng nước xoáy sẽ làm các hạt nhỏ tách ra và hấp thu nước riêng rẽ khi đưa bột CMC vào trong nước Như vậy sẽ khắc phục được hiện tượng vón cục Tương tự như cách xử lý nhiều keo thực phẩm khác, có thể trộn đều trước CMC với đường hoặc trộn trước CMC vào trong các dung môi hữu cơ như ethanol hoặc glycerine vì CMC không tan trong các dung môi này và chúng giúp cho sự phân tán của CMC rất hiệu quả (với điều kiện các dung môi này có trong thành phần nguyên liệu của sản phẩm) Các nguyên liệu thường có trong thực phẩm như glucose syrup, fructose syrup và đường nghịch đảo cũng có thể trợ giúp CMC phân tán tốt Dầu cũng có thể được sử dụng, tuy rằng nó có thể làm cho quá trình hấp thu nước của CMC chậm hơn do nó tạo thành một lớp áo dầu chung quanh bề mặt của hạt CMC

Các sản phẩm CMC thương mại có các cỡ hạt khác nhau và loại CMC có kích thước hạt lớn sẽ hấp thu nước chậm hơn nên giảm nguy cơ vón cục Trong các sản phẩm hỗn hợp bột khô, loại CMC hạt mịn có thể được dùng do trong sản phẩm này có các thành phần tạo khối (như đường, maltodextrin ) giúp phân tách các hạt mịn CMC riêng rẽ nhau nên CMC sẽ dễ phân tán Kích thước hạt CMC sẽ quan trọng nếu dùng nó trong các hệ thống thực phẩm có sự cạnh tranh nước với các nguyên liệu khác

- Tính chất lưu biến của CMC

Chất lỏng Newton có đặc tính là độ nhớt của nó không phụ thuộc vào lực khuấy trộn Trong khi đó, chất lỏng phi Newton (còn gọi là chất lỏng giả dẻo) có độ nhớt giảm khi lực khuấy trộn tăng lên Giống như hầu hết các dung dịch polysaccharide, dung dịch CMC có tính chất này, mặc dù dung dịch CMC có khối lượng phân tử thấp

và nồng độ thấp có tính chất giống như chất lỏng Newton [16] Tính chất xúc biến của một dung dịch được đặc trưng bởi sự giảm độ nhớt khi được khuấy trộn ở một tốc độ cố định theo thời gian Khi ngưng khuấy trộn, độ nhớt lập tức tăng lên Điều này được trình bày ở hình 1.3 Ở tốc độ khuấy trộn cố định D=K, độ nhớt giảm theo thời gian; khi ngừng khuấy trộn, D=0, độ nhớt tăng lên theo thời gian cho đến khi trở lại giá trị ban đầu

Hình 1.3 Tính chất xúc biến của CMC [5]

Xúc biến là một tính chất phổ biến của các dung dịch keo ưa nước khi mà các chuỗi polymer có tương tác chung và hình thành cấu trúc không gian 03 chiều Những vùng không được thay thế của phân tử CMC có giá trị DS thấp hoặc loại CMC có sự thay thế không đồng đều sẽ có xu hướng kết hợp và tạo ra tính chất xúc biến này Sự kết hợp này làm tăng độ nhớt Các loại CMC có DS cao và có sự thay thế đồng đều sẽ có ít sự kết hợp giữa các chuỗi polymer và có xu hướng tạo ra chất lỏng giả dẻo nhưng không có tính chất xúc biến

- Tính chất giữ nước

Loại CMC có độ hòa tan thấp sẽ có khả năng giữ nước lớn hơn, chẳng hạn như loại có DS thấp hoặc kích thước hạt thô Khả năng giữ nước cũng cao hơn nhiều đối với loại CMC có tính chất xúc biến Trong thực nghiệm, để đánh giá khả năng giữ nước của các nguyên liệu, người ta phân tán chúng trong điều kiện tối ưu và để yên trong 30 phút sau đó tiến hành ly tâm Các giá trị thực nghiệm cho thấy: Loại CMC có giá trị DS thấp có khả năng giữ nước rất cao là 42,3g nước/g CMC, trong khi tinh bột

bắp là 1,0g/g, chất xơ từ đậu nành là 8,5g/g [5] - Sự cộng hưởng (synergy)

Hiện nay trong công nghiệp thực phẩm thường sử dụng các chế phẩm trộn sẵn Chúng là một hỗn hợp gồm nhiều nguyên liệu như một hoặc nhiều keo thực phẩm, chất nhũ hóa, chất hỗ trợ quá trình chế biến, hương liệu Mục đích của các chế phẩm này là nhằm tối ưu hóa chức năng công nghệ của chúng trong các ứng dụng thực phẩm Một trong những mục đích tối ưu hóa quan trọng của những chế phẩm này là lợi dụng tính chất cộng hưởng của keo thực phẩm CMC có thể kết hợp với LBG (locust bean gum) để cộng hưởng làm tăng độ nhớt Sự cộng hưởng CMC-tinh bột bắp sẽ cho độ nhớt cao hơn sự cộng hưởng của CMC-amaranth và có độ bền với lực cơ học cao hơn Độ bền trong quá trình lạnh đông-rã đông là do sự tương tác của CMC với amylose là giảm sự thoái hóa tinh bột CMC có sự cộng hưởng với hydroxypropyl cellulose cũng như sự cộng hưởng của CMC với các loại gum như guar gum, xanthan gum, tragaranth, karaya làm tăng mạnh độ nhớt

- Tương tác với protein

CMC có tác dụng làm bền các sản phẩm nước giải khát có protein ở pH thấp Quá trình lên men hoặc việc bổ sung acid trực tiếp sẽ làm đông tụ protein trong sữa hoặc sữa đậu nành Bản chất anion của CMC sẽ tạo ra tương tác với protein tích điện dương ở gần hoặc tại điểm pH đẳng điện Mặc dù sự tương tác này chủ yếu phụ thuộc pH, các yếu tố như thành phần và nồng độ protein, nồng độ và loại CMC, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến tương tác này Ở pH < 3,0 hoặc pH > 6,0, CMC phản ứng với protein của sữa ở nhiệt độ thấp để hình thành phức hợp và phức này có thể kết tủa Ở dãy pH = 3,0-5,5, sự tương tác này tạo thành một phức bền Hệ thống chứa phức CMC-casein là khá nhạy với lực khuấy trộn và làm cho độ nhớt giảm Phức khá bền nhiệt Độ nhớt chỉ bị giảm nhẹ khi gia nhiệt Sự hình thành phức CMC-protein sẽ thúc đẩy tính ổn định của sữa và sữa đậu nành có bổ sung acid tạo ra các sản phẩm sữa chua uống và nước giải khát protein có hương vị trái cây [5]

Ứng dụng của CMC

Các dẫn xuất từ cellulose nói chung và CMC nói riêng được sử dụng nhiều trong

chế biến thực phẩm hơn 10 năm nay Hiện nay, việc sử dụng các hợp chất này không ngừng phát triển không những trong việc cải thiện tính chất sản phẩm mà còn góp phần trong việc sáng tạo các sản phẩm mới Tính chất tan của dẫn suất cellulose trong nước là nguyên nhân làm thay đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, kết quả là cải thiện được cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm…

Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng, các dẫn suất cellulose có thể có các chức năng sau: giữ nước, tạo đặc, ổn định sản phẩm, trợ phân tán… Liều lượng thường sử dụng ở mức độ nhỏ hơn 2%

- Trong sản xuất kem và các sản phẩm cùng loại

Thông thường thành phần của kem có thể chứa: 10 % chất béo, 11 % sữa không béo, 15 % đường; 0,2 – 0,3 % chất ổn định; 0,25 – 0,5 % chất nhũ hóa Các thành phần trên thay đổi tùy theo từng Quốc gia và từng yêu cầu sản phẩm Hiện nay, chất dùng làm đặc là CMC, khi hòa tan sẽ tạo dung dịch có độ nhớt cao, CMC có khả năng làm chậm quá trình kết tinh, làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy

- Trong sản xuất đồ uống

CMC có thể được sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp với các chất keo khác dùng để giữ ổn định các pha trong dung dịch Ngoài ra, nó còn có khả năng ngăn cản sự phân ly tinh dầu/nước trong các sản phẩm nước quả Nồng độ thường sử dụng là 1 %

- Trong sản xuất bánh kẹo và các sản phẩm từ tinh bột

Hợp chất CMC thường được sử dụng ở nồng độ 0,1 – 0,5 % trên trọng lượng chất khô CMC có tác dụng làm mềm khối bột nhào, giữ ẩm, kéo dài thời gian bảo quản, làm sản phẩm dễ trở lại trạng thái ban đầu, chống dính

- Trong sản xuất các loại nước sốt

Do CMC tạo sệt tốt nên CMC có thể được dùng để sản xuất các sản phẩm như nước sốt salad, sốt cà chua CMC thích hợp cho các sản phẩm này vì tính hòa tan tốt trong nước lạnh lẫn nước nóng, có khả năng liên kết với nước tốt và chịu được ở pH thấp

1.3.4 Locust bean gum (E410)

Locust bean gum (LBG) hay còn gọi là gôm đậu carob được tách và tinh chế từ nội nhũ của hạt cây carob, dạng bột màu trắng mịn, được tìm thấy ở Địa Trung Hải từ thời cổ đại và hiện đang được sản xuất chủ yếu ở Tây Ban Nha, Ý, Síp và các nước Địa Trung Hải khác

LBG là polysaccharide có trọng lượng phân tử cao, thông thường trọng lượng phân tử trung bình từ 0,3 đến 2 triệu tùy thuộc vào nguồn giống, điều kiện phát triển, thu hoạch và quá trình sản xuất Theo EU, JECFA, khối lượng phân tử của LBG nằm trong khoảng từ 50 – 3000kDa Mức độ polyme hóa của LBG trong khoảng 300 – 18500 hexoes Chiều dài trung bình của các phân tử galactomannan dài nhất và ngắn nhất, dựa vào chiều dài 0,515nm/mannose, LBG khoảng 120 – 7410nm [5,17]

Các đơn vị mannose liên kết với nhau bằng liên kết glycoside β(1,4) Các gốc galactose mạch nhánh được gắn vào khung mannan bằng liên kết glycoside α(1,6) LBG có thành phần galactose 17 – 26% Trong phân tử LBG có 2 vùng: Vùng giàu galactose và vùng không có galactose Số lượng và sự phân bố của các gốc galactose sẽ ảnh hưởng đến sự tương tác của nó với xanthan gum Trong dung dịch, vùng không có galatose của khung mannose sẽ hình thành các liên kết với vòng xoắn có trật tự của xanthan gum Sự liên kết này làm tăng sự tao gel với LBG Nói chung, số vùng không có galactose càng nhiều , sự cộng hưởng với xanthan gum càng lớn [5]

LBG được xem là một galactomannan Các phân tử galactomannan coi như một dải băng dài khi chúng ở trạng thái rắn và cuộn lại khi ở trạng thái dung dịch Sự linh hoạt của chuỗi mannan khi hòa tan có vẻ như bị giới hạn đi ở một mức độ, khi oligosaccharides có xu hướng bị kết tủa trong dung dịch, trừ trường hợp của chuỗi polysaccharides linh hoạt như pullulan

Hình 1.4 Cấu tạo đơn phân của locust bean gum [5]

LBG được coi như là galactomannan đầu tiên được sử dụng như là một phụ gia trong nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp giấy, công nghiệp may, dược phẩm, mỹ phẩm và công nghiệp thực phẩm

Tính chất chức năng của LBG

Đặc tính quan trọng của LBG là tạo thành dung dịch rất nhớt ở nồng độ tương đối thấp, ổn định nhũ tương và có thể thay thế chất béo trong nhiều sản phẩm thực phẩm Độ tan của LBG không bị ảnh hưởng bởi pH, muối và xử lý nhiệt LBG có thể được sử dụng kết hợp với các hydrocolloid khác như carrageenan và xanthangum tạo ra dạng gel có tính đàn hồi và độ bền cao hơn [18,19,21]

Các tính chất chức năng của locust galactomannan giống như các polysaccharide khác phụ thuộc vào biến đổi của chúng trong môi trường nước LBG thì hòa tan một phần trong nước lạnh Locust galactomannan yêu cầu làm nóng để hòa tan hoàn toàn trong nước Nếu galactomannan sol được làm nóng trên 800C để đạt được sự hòa tan hoàn toàn, việc chú ý cần được thực hiện, như làm nóng đến mức độ như vậy có thể gây oxy hóa-khử depolymerization của chuỗi galactomannan và giảm độ dính của dung dịch cuối cùng có thể quan sát được Trong phạm vi pH 4-9, độ dính của dung dịch LBG giảm khi pH tăng trên 9 và giảm dưới 4 LBG tương đối ổn định so với sự biến dạng cơ học Tính chất kết dính của LBG phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trọng lượng phân tử, nồng độ, tốc độ cắt và phương pháp hòa tan LBG thường được coi là ít dính hơn so với guar gum và tara gum [20]

Độ hòa tan

LBG hòa tan một phần trong nước lạnh và cần phải được làm nóng để đạt được khả năng hòa tan tối đa LBG cho thấy khả năng hòa tan trong nước khoảng 70-85% khi đun nóng đến 800

C/30 phút LBG hòa tan trong nước nóng và có khả năng hòa tan ít hơn trong nước lạnh so với những galactomannan khác như guar gum Nói chung, độ hòa tan của LBG không vượt quá 90%, độ hòa tan của LBG còn phụ thuộc vào một số yếu tố hoặc biến đổi như kích thước hạt, các tạp chất như vỏ trấu hoặc nhiễm khuẩn Mức độ thay thế của galactose trên mannose ảnh hưởng đến sự hòa tan trong nước của các galactomannan Đây cũng là lý do vì sao guar gum tan trong nước lạnh trong khi LBG hòa tan thấp trong nước ở nhiệt độ thường, do đó cần gia nhiệt để đạt

độ hòa tan cực đại Kích thước phân tử, tỷ lệ galactose: mannose, sự phân bố galactose trong chuỗi mannose ảnh hưởng độ hòa tan và kiểm soát đặc tính lưu biến của LBG

Độ nhớt

Tính chất quan trọng nhất của LBG là khả năng hydrat của nó trong nước nóng để cho ra dung dịch có độ nhớt Khả năng làm đặc của LBG phụ thuộc vào một số yếu tố như kích thước hạt, nồng độ polymer, phân bố trọng lượng phân tử, tốc độ khuấy - cắt, phương pháp hòa tan và các tạp chất [18] LBG thường là galactomannan có độ nhớt thấp hơn guar và tara galactomannan Các giá trị về độ nhớt của dung dịch LBG ở trạng thái Newton có thể được sử dụng để phân tích đặc điểm phân tử Bản chất độ nhớt của dung dịch LBG được xác định dựa trên sự phụ thuộc nồng độ về độ nhớt của dung dịch pha loãng theo thuyết Newton Bản chất độ nhớt có liên quan đến khối lượng phân tử thông qua một phương trình lũy thừa được gọi là phương trình Mark-Houwink-Sakurada Lũy thừa mũ 'alpha' cho LBG đã được báo cáo là 0,77 khi nước được sử dụng như là dung môi Bản chất độ nhớt và trọng lượng phân tử của LBG thì thấp hơn giữa những galactomannan Độ nhớt của các dung dịch LBG thì phụ thuộc nồng độ và thường cho thấy sự gia tăng với sự tăng lên nồng độ gum Khi phân tán hoàn toàn trong nước ở 1% , LBG có độ nhớt cao và là một chất lỏng phi Newton, chất lỏng giả dẻo (pseudoplastic) Ở nồng độ thấp (<0,3%), LBG thể hiện tính chất của một chất lỏng Newton [19] Độ nhớt cực đại và độ ổn định của độ nhớt trong quá trình bảo quản phụ thuộc rất nhiều vào gum bị phân tán thường bởi nhiệt độ và thời gian Gia nhiệt trong khoảng thời gian dài trên 600C có xu hướng làm độ nhớt ban đầu tăng lên, nhưng việc gia nhiệt kéo dài dẫn đến làm giảm độ ổn định khả năng hòa tan Phần lớn LBG không phân tán ở nhiệt độ thường do vậy “độ hòa tan” sẽ có độ nhớt thấp Tỷ lệ D- mannose : D-galactose của loại galactomannan giống nhau, độ nhớt tương ứng với khối lượng phân tử Tuy nhiên cũng có nhiều nghiên cứu cho rằng những gum có hàm lượng D – galactose cao hơn thì độ nhớt cao hơn nhiều so với những gum có hàm lượng D – galactose thấp [21]

Sự hydrat hóa

Sự hydrat hóa của các LBG thương mại thay đổi tùy theo loại LBG thường được phân loại dựa vào kích thước hạt, hàm lượng gum và tính không hòa tan LBG đòi hỏi

phải làm nóng ở 800C trong 30 phút cho sự hydrat hóa hoàn toàn của nó Hydrat hóa khoảng 2h là cần thiết để đạt được độ kết dính tối đa cho các ứng dụng thực tế Yếu tố kiểm soát chính về tỷ lệ hydrat hóa của LBG là kích thước hạt của bột LBG Bột gum kích thước hạt mịn hydrat một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn bột gum kích thước hạt thô tương đối Trong thương mại, bột gum kích thước hạt mịn có lợi cho hydrat hóa nhanh chóng Tuy nhiên, cần một khoảng thời gian đáng kể cho sự hoàn thành hydrat hóa hoặc hydrat hóa tối đa của LBG đến khi được như mong muốn [18]

Sự tạo gel

LBG không tạo thành gel trong điều kiện bình thường nhưng khi xử lý theo hướng freeze – thaw có thể thu được một gel yếu LBG tạo thành gel vì sự hiện diện của số lượng lớn sucrose Độ mạnh gel của dung dịch LBG khi kết hợp với đường cho thấy sự gia tăng ở ban đầu và giảm tiếp theo với sự tăng lên nồng độ đường Sự tăng lên ở ban đầu về độ mạnh của gel có thể là do giảm hàm lượng nước do tăng nồng độ đường Sự sụt giảm tiếp theo về độ gel do sự ức chế của nhóm polymer-polymer bằng cách gắn các phân tử đường đến các chuỗi polymer dẫn đến giảm độ gel phát sinh từ giảm độ kết dính Độ gel tối đa của các dung dịch LBG có thể thu được ở mức 45% (theo trọng lượng) fructose, 50% (theo trọng lượng) sucrose hoặc sorbitol, và 55% (theo trọng lượng) glucose Khi với guar gum, kỹ thuật đã được phát triển để hòa tan trong nước lạnh Kỹ thuật này dựa trên khả năng của đường monomers làm phá vỡ các cầu nối kết tinh bởi LBG polymer Khi trộn LBG với 1 loại đường đơn giản theo tỷ lệ từ 6:4 đến 3:7 khả năng hòa tan sẽ tăng cao Quá trình hòa trộn diễn ra ở nhiệt độ tối ưu từ 930c đến 1000C Dung dịch thu được sẽ làm khô nhanh chóng về dạng bột LBG cũng có thể phối trộn với gelatin để làm tăng độ hòa tan [21]

LBG cũng cho thấy một sự gia tăng sự tương tác hữu ích trong sức mạnh gel trên việc hòa trộn với những gum khác như xanthan gum, κ –carrageenan [19] Phân tích sự nhiễu xạ tia X của các hỗn hợp locust-xanthan gum cho thấy mô hình nhiễu xạ mới không xuất hiện trong xanthan và locust bean khi nghiên cứu riêng rẽ mà xuất hiện ràng buộc giữa các phân tử xanthan và LBG Nghiên cứu nhiễu xạ tia X cũng cho thấy sự kết hợp ngẫu nhiên giữa galactomannan và κ -carrageenan điều đó cho thấy mức độ của sự kết dính giữa các phân tử nhỏ

Ứng dụng của LBG trong công nghệ thực phẩm

LBG là một phụ gia có nguồn gốc tự nhiên được sử dụng trong công nghệ thực phẩm nhờ vào đặc tính làm đặc và tạo ổn định của nó [5,21]

- Kem và các sản phẩm tráng miệng từ sữa

LBG, hoặc kết hợp với guar gum được sử dụng trong các sản phẩm sữa dạng đông lạnh cho các đặc tính cấu trúc như làm tăng độ nhớt, ức chế sự tái kết tinh lại nước đá Nhưng, hệ protein sữa và LBG lại không tương thích với độ hòa tan dẫn đến hiện tượng tách pha Thành phần không tan trong nước gồm protein và béo (mờ đục) trong khi pha khác gồm các chất hòa tan (trong suốt) Sự khác nhau về đặc tính quang học của hai pha làm xuất hiện những sản phẩm không mong muốn trong sản xuất và tiêu thụ Để giải quyết vấn đề của sự tách pha, carrageenan được sử dụng kết hợp với LBG để đưa đến độ ổn định trong pha sữa qua tương tác tĩnh điện của casein và carrageenan Pha phân tách trong hỗn hợp kem mềm là không mong muốn đối với thị hiếu người tiêu dùng Ảnh hưởng của tỷ lệ κ- carrageenan, LBG và casein – whey protein trong pha ổn định của hỗn hợp kem mềm trong suốt quá trình lưu trữ là 3 tuần tại 50C cũng được nghiên cứu và báo cáo là κ-carrageenan 0,015 – 0,02% (w/w)và LBG 0,06 – 0,2 (w/w) là cần thiết để ổn định hỗn hợp kem chống lại sự tách pha [19]

- Mì sợi

Sự đồng nhất của LBG trong bột mì để cải thiện tính lưu biến của khối bột cũng như các đặc tính cấu trúc khi nấu mì Sự cải tiến các đặc tính cấu trúc của mì là thuộc tính để tăng cường hiệu quả của gum trên mạng gluten mà kết quả là làm các đặc tính cấu trúc của mì trở nên tốt hơn Ngoài ra, LBG còn làm giảm sự mất mát khi nấu và độ nở của mì

- Nước giải khát

LBG được sử dụng phổ biến như một tác nhân tạo đặc và làm ổn định được sử dụng các loại đồ uống khác nhau Dung dịch LBG thì ổn định ở một khoảng rộng pH làm cho nó được dùng để làm ổn định, tạo đặc ở hầu hết các loại nước giải khát LBG thì hòa tan trong nước nóng và hầu hết các loại nước giải khát có yêu cầu xử lý nhiệt cho phép sử dụng LBG trong nước giải khát Nó cải thiện giữ chất lượng của nước

giải khát qua việc ổn định để tách pha và tạo đặc

- Sản xuất bánh mì

Ứng dụng của nó cho bánh mì mục đích mang lại những kết quả trong việc nâng cao năng suất sản phẩm nướng; nó cải thiện kết cấu sau cùng và cho biết thêm độ kết dính trong bột Bổ sung LBG trong bột bánh quy cải thiện khả năng dễ chế biến của bột, điều này giúp cho việc xử lý bột tốt hơn với yêu cầu năng lượng và thời gian tối thiểu LBG cũng được sử dụng để tăng thể tích và làm chậm thời hạn sử dụng của các sản phẩm bánh mì Việc bổ sung các LBG để ngăn cản bột lúa mì giảm nhiệt độ xuống và làm tăng cao độ nhớt, độ phá vỡ, các trị số độ nhớt và độ trễ sau cùng Khả năng hấp thụ nước và thời gian phát triển bột của bột lúa mì cũng tăng do việc bổ sung LBG LBG cũng có thể được sử dụng như tác nhân gắn kết thay thế cho gluten trong các công thức bánh mì gluten-free dựa trên tinh bột bắp với việc cải thiện khối lượng và cấu trúc ruột bánh mì [21]

1.3.5 ấn đề an toàn trong sử dụng keo t ực p ẩm

Do bản chất của nhóm hợp chất keo thực phẩm được chiết xuất, sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên hoặc bản chất sinh học nên chúng được sử dụng rất rộng rãi trong thực phẩm và nhìn chung được xem là thân thiện với sức khỏe con người Hiện nay hầu hết keo thực phẩm được FDA xếp vào nhóm được công nhận là an toàn và Cộng đồng Châu Âu (EC) xem chúng là các phụ gia thực phẩm và cho phép sử dụng rộng rãi trong thực phẩm với các mã E tương ứng Trong danh mục phụ gia thực phẩm của Codex, các giá trị ADI của một số loại được thiết lập như là “không giới hạn” hoặc “chưa xác định” Điều đó cho thấy tính an toàn của chúng đã được giới khoa học xem xét và công nhận rộng rãi [5]

Như đã biết, các hợp chất keo thực phẩm được phân làm 02 nhóm: Keo thực phẩm tự nhiên và keo thực phẩm bán tổng hợp Nhóm keo thực phẩm tự nhiên được xem là có độ an toàn cao Tuy nhiên, đối với nhóm bán tổng hợp thì không hoàn toàn như vậy Nhóm này là các loại mà phân tử của chúng đã được chuyển đổi hoặc biến tính bằng cách đưa vào các nhóm chức hóa học hữu cơ hoặc vô cơ qua các phản ứng hóa học khác nhau để làm tăng hoặc bổ sung thêm tính chất chức năng của chúng Tuy chưa có các bằng chứng rõ rệt về tính không an toàn của các loại bán tổng hợp này,

nhưng với quan điểm và nhận thức an toàn thực phẩm cao như hiện nay của giới khoa học cũng như người tiêu dùng ở các nước phát triển, chúng bị xem là không tự nhiên, có thể có nguy cơ gây hại dù là nhỏ và do đó bị một số ràng buộc và giới hạn nhất định trong việc sử dụng Một ví dụ điển hình là pectin Tuy pectin có hoặc không có amide hóa đều có chung một mã E nhưng Cộng đồng Châu Âu lại không cho phép sử dụng loại pectin có amide hóa (là nhóm đã được vào phân tử pectin một cách nhân tạo) trong các thực phẩm được dán nhãn là “thực phẩm hữu cơ” [21]

Tương tự như đối với tinh bột Các loại tinh bột tự nhiên, tinh bột xử lý bằng phương pháp vật lý hoặc sinh học được xem là hoàn toàn an toàn đối với con người, không phải là phụ gia thực phẩm và không có mã INS hoặc mã E trong khi tinh bột biến tính lại chịu một số lo ngại nhất định Ví dụ như trong sản phẩm dinh dưỡng dành cho trẻ nhỏ, tinh bột biến tính cũng được giới hạn ở một hàm lượng nhất định Do nhiều loại keo thực phẩm được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp khác không phải là thực phẩm (ví dụ như gelatine dùng cho công nghiệp) nên các nhà sản xuất phải lưu ý chọn lựa đúng phẩm cấp có độ tinh khiết và an toàn dùng cho thực phẩm (food grade) hoặc phẩm cấp tương đương Các giá trị thông số kỹ thuật, chất lượng, ML, ADI của các keo thực phẩm được quy định rõ trong các tài liệu tiêu chuẩn, quy chuẩn của JECFA, Codex có liên quan [22,23,24]

1.4 P ương p áp sản xuất váng sữa

Váng sữa sản xuất từ nguyên liệu sữa tươi gồm các công đoạn chính như sau: Sữa bò tươi  ly tâm tách chất béo  chuẩn hóa  đồng hóa  xử lý nhiệt  rót hộp  váng sữa

Các công đoạn chính của quy trình sản xuất váng sữa dựa trên những cơ sở lý thuyết như sau:

1.4.1 Quá trình ly tâm tách béo

Quá trình tách cream sữa có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới Thông thường, dịch sữa ở trạng thái tĩnh không đảo trộn đều xảy ra sự phân tách các hạt cầu béo theo chế độ phân tầng Tuy nhiên, quá trình này rất chậm và không liên tục Vì vậy, trong sản xuất người ta chủ yếu dùng phương pháp ly tâm để tách