Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của điều kiện vi bao đến sự biến đổi của chất béo trong bột sữa dừa trong quá trình bảo quản gia tốc

Nhiém vu va noi dungNhiém vu = Khao sát anh hưởng cua nhiệt độ tac nhân say dén chat lượng cua bột sữa dừa đượcvi bao trong quá trình bảo quản gia tốc = Khao sát ảnh hưởng của áp suất kh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYÊN PHAN DUY NGUYÊN

ANH HUONG CUA DIEU KIỆN VI BAO ĐẾN _

SỰ BIEN ĐÔI CUA CHAT BÉO TRONG BỘT SUA DUA

TRONG QUA TRINH BAO QUAN GIA TOC

Chuyên ngành: Thực phẩm và đồ uốngMã số: 12110206

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 12 năm 2013

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Van Việt Mẫn

ĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHI MINH CONG HÒA XA HỘI CHU NGHĨA VIET NAMTRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc lập — Tự do — Hanh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

Họ tên học viên: Nguyễn Phan Duy Nguyên MSHV: 12110206

Ngày sinh: 08/10/1989 Nơi sinh: Ninh ThuậnChuyên ngành: CN Thực Phẩm & Đồ Uống Mã số: 605402

I Tên đề tài

ANH HUONG CUA DIEU KIỆN VI BAO DEN SU BIEN DOI CUA CHAT BÉO

TRONG BOT SỮA DUA TRONG QUA TRÌNH BAO QUAN GIA TOC

II Nhiém vu va noi dungNhiém vu

= Khao sát anh hưởng cua nhiệt độ tac nhân say dén chat lượng cua bột sữa dừa đượcvi bao trong quá trình bảo quản gia tốc

= Khao sát ảnh hưởng của áp suất khí nén làm quay đầu phun li tâm đến chất lượngcủa bột sữa dừa được vi bao trong quá trình bảo quản gia tốc

Nội dung= Xác định hàm âm, hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu quả và hiệu suất vi bao chất béobột sữa dừa sau quá trình vi bao tại các nghiệm thức khảo sát

= Xác định sự thay đối hàm lượng béo bề mặt, chỉ số acid và chỉ số peroxide trongquá trình bảo quản gia tốc

" Xác định giản đồ phân bố kích thước hạt bột vi bao và hạt cầu béo trong hệ nhũtương được hoàn nguyên trước và sau quá trình bảo quản gia tôc

=" Quan sát hình thái (chụp hình SEM) của hạt vi bao trước va sau quá trình bảo quảngia toc

III Ngày giao nhiệm vụ24/06/2013

IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ

22/11/2013V Cán bộ hướng dẫn

PGS TS Lê Văn Việt Mẫn

Tp Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 12 năm 2013

Cán bộ hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn

Trưởng khoa Kỹ Thuật Hóa Học

LOI CAM ONĐầu tiên, em xin chân thành cam on thầy PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn đã tận tinh giúpđỡ, hướng dẫn cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn nay.

Kê đên, con xin cảm ơn gia đình đã hồ trợ và động viên trong suôt quá trình con họctập tại trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

Ngoài ra, em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể quý thầy cô bộ môn Công nghệthực phẩm, những người đã dẫn dắt, chỉ dạy cho em kiến thức nên tảng của người kỹ sưthực phẩm cũng như các kỹ năng xã hội cần thiết, làm hành trang giúp em tự tin bước vàođời.

Cuôi cùng, tôi xin ơn bạn bè đã quan tâm, chia sẻ và giúp đỡ tôi trong quá trình họctập tại trường cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp nay

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 12 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phan Duy nguyên

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nghiên cứu này khảo sát sự ảnh hưởng của các điều kiện vi bao chất béo trong sữadừa băng phương pháp sấy phun đến chất lượng bột sản phẩm trong quá trình bảo quảngia tốc Hai điều kiện vi bao được khảo sát là: nhiệt độ tác nhân sây (150 — 180°C) và ápsuất khí nén lam quay đầu phun li tâm (2.5 — 4.0 bar) Hỗn hợp chất bao gelatin vamaltodextrin được sử dụng để vi bao chất béo

Nhiệt độ sấy 160°C và áp suất khí nén 3.5 bar cho kết quả vi bao là tốt nhất và ngănngừa hiệu quả sự oxi hóa chất béo trong quá trình bảo quản sản phẩm Ngược lại, nhiệtđộ tác nhân say 180°C hoặc áp suất khí nén 2.5 bar cho khả năng vi bao chất béo là kém

nhất Quá trình oxi hóa diễn ra mạnh mẽ và sự kết dính các hạt bột trong quá trình bảo

quản gia tốc được ghi nhận tại các mẫu này Sự hình thành các vết nứt trên bề mặt hạt bộtquan sát được qua kính hiển vi điện tử quét va hàm lượng chất béo bề mặt tăng cao lànhững nguyên nhân chính cho sự biến đổi chất lượng của hat vi bao

The impacts of technological factors of coconut fat microencapsulation by drying on the product quality during the storage under accelerated conditions were

spray-investigated The temperature of drying agent (150 — 180°C) and air pressure for atomizer

operation (2.5 — 4.0 bar) were examined Mixture of gelatine and maltodextrin were usedfor fat microencapsulation.

The temperature of drying agent of 160°C and the air pressure of 3.5 bar for atomizer

operation resulted in high microencapsulation efficiency and strongly prevented fatoxidation in the product during the storage On the contrary, the temperature of drying

agent of 180°C or the air pressure of 2.5 bar for atomizer operation led to a reduced

microencapsulation efficiency Intensive fat oxidation and agglomeration of powderparticles were observed for these samples during the storage under acceleratedconditions SEM pictures demonstrated the appearance of wrinkle on the particlessurface In addition, the level of surface oil of the powder particles was increase duringthe storage.

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kếtquả nghiên cứu và các kết luận trong luận án nay là trung thực, và không sao chép từ batkỳ một nguồn nao và dưới bat kỳ hình thức nao Việc tham khảo các nguồn tai liệu đãđược thực hiện trích dẫn và ghi nguôn tải liệu tham khảo đúng theo yêu cầu

Tác giả luận ánNguyễn Phan Duy Nguyên

MỤC: LUC

LOL CẢM ON.isssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssnssssssessssosssssssssssssssesssssssssosssnes iTOM 8/0080079À290777 7 iiLOT CAM DOAN wissssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssesssossssssssssessssossssssssssssssssssssssssossssssssssessssosssssssssoessse iv9:8 /10/9:790 c2 ồ s'” - vii9:8 /10/98:7)):012172757 viiiDANH MỤC CAC KÝ HIEU VIET TAT << s<S£S£ s£ < £ £ 92229292422 s2 s2 XCHƯƠNG 1: MO ĐẦU 2 e<s< 4.4447 7 13 710 pợp.E0AES0keepoiirpopiteoooe 1

CHƯƠNG 2: TONG QUAN o5<- e2 2H TH pTespniienorseir 22.1 Vi bao chất béo bằng phương pháp sấy Phun - + 2552 S62S92ESEESE2EEEEEEEEEEEEEEEerkrrrrerrred 22.1.1 GiGi thiGu Chung 0202807720777 1-1 22.1.2 SAy PRU 77 -:1 32.1.3 Vi bao chất béo bang phương pháp sấy Phun ccccccccccscssssesessssessesesessesesessesesscseseessseeesseaes 42.2 Vật liệu bao chất bếo - + kh HE TH HH HH HH HH TH Hà HH gio 6

2.2.1 Gelatin 62.2.2 Maltodextrin S2.3 Stra dừa và bột sữa dừa hòa fan - QQQ 1 0299111111000 111111101 0n n1 g0 n1 v1 5% 92.3.1 Phuong pháp thu nhận sữa đừa - G2 13 SH TH nọ 9

2.3.2 Thành phan hóa học sữa đừa ¿5252122123 2121219212111 2121011111111111 110111111 10

2.3.3 Hệ nhũ tương trong SỮa dỪa 5 6< 5 1 1109 1 122.3.4 Phương pháp thu nhận bột sữa dừa hòa ta11 - G5 3 19 19 ng ng ngư 14

2.4 _ Các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa sản phẩm béo được vi bao - ¿55- 162.4.1 Ảnh hưởng của ban chất và nồng độ của chất bao - ¿2-52 x+xeE‡Evz zxererkrrrees 172.4.2 Ảnh hưởng của điều kiện vi Đao 2+ 6 52t SE 191921 1152121121 11111 21111011 .crye 182.5 Luận điểm mới của dé tài -c:-+c+ct t2 E21 271211211011 11T 1.1.1 krrrrred 21

CHUONG 3: NGUYEN LIEU VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU 5 s- << se: 22SA ah 223.1.1 COM đừa Q0 nọ The 22

5 9° 22

3.2 _ Mục đích và nội dung nghién CỨU - - 5 %6 + E10 991 9910 901g nh nghe 233.2.1 Mục đích nghiÊn Cru eee cesscecssscecsseeecesceecsceecsccecssaeecsceesssceecssceessseeeesseeessseecesseecenes 233.2.2 Nội dung nghiÊn CỨU - - - 5 2E 31199931 9930 9.0 ke 23

3.2.3 BG tri thi QhiSM eceecccccccccccsscsesessscsscsessescscescsesucsescssssesesscscsussssessesssessssesessesssusseseeeeseaees 24

3.3 Phuong phap phan in e 25

3.4 Phương pháp xử lý số liỆU ¿2 5221 S S2 E921 12192121211 1121111 2111210111011 26

CHUONG 4: KET QUÁ VÀ BAN LUẬNN - << 5° 5s 2s S£ 9£ 3 E3 9x2 e2zoesosee 27

4.1 Anh hưởng của nhiệt độ tác nhân say đến chất lượng của bột sữa dừa trong quá trình bao quản gia

CHUONG 5: KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ, - << 5£ 5° << ©S£SS£ 4 se e2 ge2zoesosee 46

SL KOC a 465.2 Kim na 46

/V.\8019089:7)/8.4.7 (00707577 47

vi

DANH MỤC BÁNGBảng 2.1: Thành phan hóa học của sữa dừa không bồ sung thêm nước -. - 10Bang 2.2: Thanh phan hóa học của sữa dừa khi b6 sung nước ở các tỷ lệ khác nhau 10Bảng 2.3: Thành phan các acid béo có trong sữa dừa -. ¿5 ccccccecrsrrerrerred IIBảng 2.4: Thanh phan các acid amin trong 100g cơm dừa tươi - 2 2525555552 12Bảng 2.5: Tổng hợp các nghiên cứu khảo sát các điều kiện xử lý hệ nhũ tương sữa dừa 14Bang 2.6: Thành phan hóa học của bột sữa dừa hòa tan từ các nguồn khác nhau 15Bang 2.7: Anh hưởng tỷ lệ chat khô và chất béo khác nhau đến sự oxi hóa chat béo 17Bảng 3.1: Chỉ tiêu chất lượng của gelafin - ¿5-5522 E‡EEEE‡EeEerxrkerrererrerred 22Bảng 3.2:Thông số công nghệ maltodeXtrin ¿2 + 2552 52+E+E££‡E+E££E+EeErereererered 22Bảng 4.1: Đường kính trung bình (D,,) hạt bột vi bao và hạt cầu béo được hoàn nguyêntại thời điểm trước và sau quá trình bảo quản gia tốc tại nhiệt độ tác nhân sấy 160°C và

180°C

Bang 4.2: Đường kính trung bình (D,,) hat bột vi bao va hat cầu béo được hoàn nguyêntại thời điểm trước và sau quá trình bảo quản gia tốc tại áp suất khí nén 3.5 bar và 2.5 bar

vii

DANH MỤC HÌNHHình 2.1: Cac dang Vi baO Ặ <5 009 nọ kh 2Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động của thiết bị sấy phun + 25255 2E EE2E£E2EEEErErkrrrrees 4Hình 2.3: Cau trúc cơ bản bậc 1 của gelafin ¿+ 5+ + +E+ESE+ESEEE2EEEEErkerkrkrrrrees 7Hình 2.4: Cấu trúc bậc 2 và bậc 3 của 50000 7Hình 2.5: Ảnh chụp SEM của hai mẫu hạt dầu đậu nành được vi bao với maltodextrin cóchỉ số DE là 5.5 (hình trái) và chỉ số DE là 28 (hình phải) - - 2 25255552 9Hình 2.6: Hình chụp từ kính hiển vi (a, b) và kính hiển vi điện tử quét (c, d) Hệ nhũtương sữa dừa trước đồng hóa (a, c) và sau đồng hóa (b, d|) 2 2 55s+c+sseserered 13Hình 2.7: Sự thay đổi chỉ số POV của phần béo bề mặt và phần béo được vi bao trongđiều kiện bảo quản thường và bảo quản gia tốc bằng đèn UV -c-cccccsccec 19Hình 2.8: Sự thay đổi chỉ số POV và ty lệ DHA so với ban dau trong 60 ngày bảo quangia tốc bằng tia UV - + t2 1 1121112111101 1110111111111 1111111 1111111111111 0111 1g 20Hình 2.9: Sự thay đổi chỉ số POV và ty lệ DHA so với ban dau sau 27 ngày bảo quản giatốc ở điều kiện 5 5°CC - tt 5111919118 511191911110 51010101111 0111010119 111111 ng gu re 20Hình 4.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sây đến độ âm của hạt bột sau quá trình vibao bằng phương pháp sấy phun -. + 2E S2 SE 2E E915 5 5211151151125 21 11711511111 e 27Hình 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân say đến hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu suấtvà hiệu quả vi bao chất béo trong sữa dừa ¿- 55c St St E21 2x1 xekrrerrred 28Hình 4.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sây đến sự oxi hóa chất béo sữa dừa trongquá trình vi bao bang phương pháp sấy phun - + 252 5EE+EE2SE£E£E#E£EEEEErErrererees 29Hình 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân sây đến độ tăng hàm lượng béo bề mặt (phầntrăm so với hàm lượng béo bé mặt ban dau) trong quá trình bảo quản gia tốc 30Hình 4.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ tác nhân say đến chỉ số AV của bột sữa dừa trong quátrình bảo quản gia COC ¿5:56 S221 19212121511 21111123111 2111111111111 1.1111.111 31Hinh 4.6: Anh hưởng cua nhiệt độ tác nhân sây đến chỉ số POV của bột sữa dừa trongquá trình bảo quản gia tỐC -¿- 5-5252 SE E93 12393 1231311211111 2111111111111 111 32Hình 4.7: Gian đỗ phân bố kích thước hạt bột vi bao trước và sau quá trình bảo quản giaI 34Hình 4.8: Hình ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử quét SEM của mẫu bột say ở 160°C äaaa 35Hình 4.9: Hình ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử quét SEM của mẫu bột sấy ở 180°C äaaa 36Hình 4.10: Giản đồ phân bố kích thước hạt cầu béo được hoàn nguyên trước và sau quátrình bảo quản gia COC ¿5:56 S221 19212121511 21111123111 2111111111111 1.1111.111 36Hình 4.11: Ảnh hưởng của áp suất khí nén làm quay dau phun li tâm đến độ âm của hạtbột sau quá trình vi bao băng phương pháp sấy phun - 2 22 552+£+££2£szezescee 38

vill

Hình 4.12: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu suất vàhiệu quả vi bao chất béo trong sữa dừa ¿- 5+ 62t SE 2v 3221219121211 38Hình 4.13: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến sự oxi hóa chất béo sữa dừa trong quátrình vi bao băng phương pháp sấy phun - + 2 252 E+S2S2£E£E£E£E+E£EE£E£ErEeesrerersred 39Hình 4.14: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến hiệu quả vi bao chất béo trong quá trình

Hình 4.15: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến chỉ số AV của bột sữa dừa trong quá trình

Hình 4.16: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến chỉ số POV của bột sữa dừa trong quátrình bảo quản gia COC ¿5:56 S221 19212121511 21111123111 2111111111111 1.1111.111 42Hình 4.17: Giản đồ phân bố kích thước hạt bột vi bao trước và sau quá trình bảo quản giaI1 43Hình 4.18: Hình ảnh chụp dưới kính hiến vi điện tử quét SEM của mẫu bột sấy ở 2.5 bar¬ 44Hình 4.19: Gian đồ phân bố kích thước hat cầu béo được hoàn nguyên trước và sau quátrình bảo quản gia tỐC - ¿-:- 55622221219 12121511 23211121111 111111111111 111.11 11.1111 c 45

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIET TAT

Hiệu quả vi bao chất béo - c0 2S HT HH Thy nh hy cày MEEHiệu suất vi bao chat béO - ccc ng 0 ng n1 ng ng ng ng ng ng ng ng nh na sưng MEYHiệu suất thu hồi chất khô - .cc c2 22222661211 113 1111111115131 1 1x8 DYChỉ số đánh giá mức độ thủy phân tinh bột -. -‹ - DEo0 AVChỉ SỐ DerOXỈe c0 0120211121111 TY ch nh ky ch nhện POV[.V0I284i9.99)21012219)10)1UANaaiiiiiiíai:aiảiiiảảỶÝŸÝÝ DHAGiá tri cân bằng ưa nước ưa béO 0 cee ceececceccuecueceeceucetceuceuceeceuseusens HLBKính hiển vi điện tử quét 0 ccccccceccecceccuccuccescuscusceecuscescencensensenens SEM

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Dừa được sử dung phô biến trong các món ăn truyền thống ở hầu hết các quốc giaĐông Nam Á Tuy nhiên, các sản phẩm từ dừa trên thị trường hiện nay chưa thật phốbiến, đặc biệt là các sản phẩm từ sữa dừa Nguyên nhân chính là do sữa dừa có hàmlượng béo cao nên dễ bị hư hỏng trong quá trình bảo quản Do do, yêu cầu đặt ra là làmthế nào gia tăng được thời gian bảo quản sữa dừa nhưng chất lượng của sữa dừa vẫn đượcđảm bảo Bên cạnh các giải pháp công nghệ truyền thống là lạnh đông thanh trùng và tiệttrùng dé bao quan sữa dừa, trong những năm gan đây kỹ thuật vi bao chất béo trong sữadừa băng phương pháp say phun được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm để kéo dài thờigian bảo quản sản phẩm

Say phun là phương pháp ít tốn kém và phổ biến nhất dé vi bao một số chất trong thựcphẩm so với các phương pháp vi bao khác (Desobry và cộng sự 1997) Băng cách làmgiảm hàm am của sản phẩm xuống thấp dong thời sử dụng hỗn hợp các chất bao dé bảovệ chất béo của sữa dừa khỏi tác động của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, oxy và visinh vật, bột sữa dừa có thể được bảo quản trong một thời gian khá dài Các nghiên cứugan đây đang nỗ lực tìm ra các loại chất bao mới rẻ tiền và các điều kiện vi bao dé cảithiện hiệu quả vi bao chất béo cũng như hiệu suất thu hồi chất khô

Việc sử dụng hỗn hợp chất bao protein-carbohydrate trong công nghệ sản xuất bột sữadừa hòa tan xuất hiện vào đầu năm 1980 Hỗn hợp các chất bao maltodextrin — casein,maltodextrin — bột sữa gay và các loại syrup từ ngũ cốc được sử dung trong các nghiêncứu của Hagenmaier (1983), Hassan (1985), và Gonzalez (1986) để b6 sung vào sữa dừatrước quá trình đồng hóa và sấy phun Gan đây, một số nghiên cứu tập trung khảo sát ảnhhưởng của nhiệt độ say phun đến tính chất lưu biến của sữa dừa (Simuang, 2004;Peamprasart, 2006), ảnh hưởng của sóng siêu âm đến sự phân bố kích thước hạt cầu béotrong hệ nhũ tương sữa dừa (Jena, 2006) và ảnh hưởng của các loại chất bao khác nhaulên độ bền của hệ nhũ tương trong sữa dừa và cau trúc bề mặt của các hạt cầu béo trongquá trình vi bao (Tangsuphoom, 2008 và 2009) Tuy nhiên, sự thay đối chất lượng bộtsữa dừa trong quá trình vi bao và bảo quản vẫn chưa được nghiên cứu một cách day đủ.Can lưu ý là chất béo trong bột sữa dừa còn có thé bị biến đổi do nhiệt độ cao và sự cómặt của oxy trong quá trình sấy phun cũng như trong quá trình bảo quản

Đề tài nghiên cứu này sẽ khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện vi bao đến sự biến đôichất lượng của bột sữa dừa trong quá trình bảo quản sản phẩm Chúng tôi hy vọng rằngkết quả nghiên cứu này sẽ giúp cho các nhà sản xuất lựa chọn được điều kiện vi bao thíchhop để 6n định chất lượng bột sữa dừa trong quá trình bảo quản

CHUONG 2: TONG QUAN

2.1 Vibao chất béo bang phương pháp sấy phun2.1.1 Giới thiệu chung về vi bao

VI bao là một phương pháp tạo màng bao quanh các hạt hay các giọt lỏng có kíchthước micromet để tạo thành các hạt vi bao thường được gọi là “microcapsule”.Microcapsule mang nhiều đặc tính có lợi so với hợp chất ban đầu, đặc biệt là khả năngkháng nhiệt và chồng oxi hóa Cau tử được bao bên trong gọi là lối và vật liệu bao bênngoài gọi là vỏ bao Sự hình thành các dạng vi bao phụ thuộc chu yếu vào cau tạo của lõinhân can vi bao và quá trình hình thành lớp vỏ bao Hình 2.1 giới thiệu các hạt vi bao với4 hình thái thường gặp:

a) Đơn lối (monocore): hạt vi bao gồm một nhân và lớp vỏ bao bên ngoài.b) Dạng đệm (matrix): nguyên liệu cần vi bao là lõi nhân được phân tán đồng

nhất với trong vỏ bao.c) Vi bao nhiễu lớp (multi-layer capsule): mang vi bao là sự kết hợp của nhiều

lớp màng có tính chất khác nhau.d) Đa lỗi (polycore): hạt vi bao chứa nhiều nhân là các hạt hay các giọt lỏng bên

trong lớp vỏ bao (Jianing va cộng sự, 2011)

(a) (b) (c) (d)

Hình 2.1: Các dang vi bao (Jianing va cộng sự, 2011)Kích thước của các hạt vi bao thường năm trong khoảng từ 0.1um đến vài milimet vớinhiều hình dạng khác nhau tùy thuộc vào vật liệu và phương pháp vi bao Trong nghiêncứu này, chúng tôi sẽ quan tâm đến lõi bao là chất béo trong sữa dừa

Trong công nghệ chế biến thực phẩm, chất béo là một trong những nguyên liệu dễ bịoxy hóa, đặc biệt là khi được xử lý ở nhiệt độ cao hay khi có mặt của oxy và vi sinh vật.Trước khi kỹ thuật vi bao xuất hiện thì việc sản xuất sản phẩm dạng bột hòa tan có hàmlượng béo cao gặp rất nhiều khó khăn do bột bám chặt lên thành thiết bị sây phun, từ đólàm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm Nguyên nhân chính là do hàm lượng béo trên bểmặt các hạt bột tạo thành trong quá trình say là rất lớn Ở nhiệt độ cao, chất béo sẽ bịnóng chảy và dính vào thành thiết bị sây Ngoài ra, lượng béo trên bề mặt hạt bột tiếp xúctrực tiếp với oxy trong quá trình say và quá trình bảo quản sản phẩm nên dé dàng bị oxyhóa làm giảm chất lượng sản phẩm Đến nay, nhờ áp dụng kỹ thuật vi bao chất béo trongsản xuất bột sữa dừa hòa tan nên những nhược điểm trên dan được khắc phục Các hạt

câu béo sẽ được nhôt trong các lớp màng bao, được bảo vệ trước các tác nhân oxi hóa vànhững biên đôi của môi trường nên chât lượng của chât béo ít bị biên đôi trong quá trìnhbảo quản.

2.1.2 Say phunSay phun là một kỹ thuật được sử dụng dé bảo quản thực phẩm Nguyên tac chính củakỹ thuật này là phun nguyên liệu ở dạng lỏng vào môi trường không khí khô nóng (nhiệtđộ dao động từ 100 đến 300°C), khi đó phần dung môi lỏng (thường là nước) sẽ được bayhơi Sản phẩm cuối cùng của quá trình say phun là dạng hạt bột khô Các sản phẩm bộtsay phun có chất lượng 6n định trong quá trình bảo quản Quá trình say phun bao gồm 3giai đoạn chính:

Sự phun sươngMục đích của giai đoạn này là tạo ra bề mặt truyền nhiệt lớn nhất giữa chất lỏngnguyên liệu và dòng tác nhân say dé cải thiện sự truyền nhiệt và truyền khối Chất longđược phun vào buông sấy nhờ cơ cau phun sương trong thiết bi say phun Có 3 dạng cơcầu phun sương phô biến hiện nay: đầu phun ly tâm, đầu phun một dòng va dau phun haidòng Việc lựa chọn đầu phun tùy thuộc vào kích thước giọt lỏng cần đạt sau giai đoạnphun sương Kích thước của các giọt lỏng có thé dao động trong khoảng từ 10 — 200um.Tác nhân sấy là không khí nóng có thể chuyển động cùng chiêu hoặc ngược chiều vớidòng nguyên liệu trong buông sấy

Sự tách amKhi chất lỏng được phun vào dòng tác nhân sấy, sự bốc hơi nước diễn ra ngay lập tức.Một vài nghiên cứu cho rằng nhiệt độ bầu ướt của giọt lỏng năm trong khoảng 30 - 50° Cvà tong thời gian say chỉ diễn ra trong vài giây (Schuck va cộng sự, 2009) Sự khuếch tánâm từ tâm đến vùng bề mặt hạt sương thường là không đổi và bằng với tốc độ bốc hơinước tại bề mặt hạt sương Khi hàm lượng nước đạt đến một giá trị giới hạn, lớp vỏ baođược hình thành trên bề mặt của hạt, tốc độ say giảm di nhanh chóng và phụ thuộc vàotốc độ khuếch tán của nước xuyên qua vỏ bao

Sự tách san phẩmQuá trình tách bột được thực hiện tại cửa đáy buông sây phun và tại cyclone đặt bênngoài buông sây.

Hình 2.2: So đồ hoạt động của thiết bị sấy phun (Le va cộng sự, 2011)Theo Patel và cộng sự (2009), các yếu tô công nghệ quan trọng của quá trình sây phunbao gồm nhiệt độ đầu vào và đầu ra của dòng tác nhân sây, áp suất khí nén làm quay đầuphun, độ nhớt và hàm lượng chất khô của nguyên liệu đầu vào Quá trình sây phun đãđược sử dụng một cách rộng rãi trong nh thực phẩm để tạo ra các sản phẩm bột giàuchất béo như sữa bột, bột sữa dừa, bột dầu cá

2.1.3 Vi bao chất béo băng phương pháp say phunTheo Shahidi va Han (1993), ky thuat vi bao chat béo bang phuong pháp sây phun sẽbao gôm 4 giai đoạn: chuẩn bị hệ nhũ tương, đồng hóa, phun hệ nhũ vào buông sấy, bốc

âm các hạt Sương.Trong giai đoạn dau tiên, hệ nhũ tương dau trong nước gồm có pha phân tán là lõichất béo, pha liên tục là dung dich chat bao Hệ phân tán thu được có hoặc không có bốsung chất nhũ hóa (tùy thuộc vào khả năng nhũ hóa của chất bao sử dụng) sẽ được đemđồng hóa dé làm giảm kích thước hạt béo, giúp cho chat bao dé hấp phụ lên các hạt phântán Sau đó, hệ nhũ tương dau trong nước sẽ được phun vào dòng tác nhân say ở bêntrong buông say dé bốc hơi nước và hình thành nên các vi hạt Các hạt bột thường códạng hình cầu với thành phần chất béo được bọc bên trong lớp vỏ có khả năng tan trongnước (Dziezak, 1988) Thời gian say rất ngắn nên không ảnh hưởng đến thành phan chatbéo ở bên trong các hạt sản phẩm

Trong quá trình say phun sản xuất bột sản phẩm có ham lượng béo cao, hai chỉ tiêuquan trọng cần được đánh giá: hiệu suất vi bao (MEY: Microencapsulation Yield) và hiệuqua vi bao (MEE: Microencapsulation Efficiency).

Hiệu suất vi bao thé hiện kha năng thu hồi chất béo trong quá trình sấy phun Do là tỷlệ giữa lượng chat béo trong sản pham so với lượng chat béo ban dau trong nguyên liệu(Young và cộng sự, 1993) Hiệu suat vi bao được tính như sau:

Khối lượng chất béo trong bột sản phẩm(ø) x 100%

MEY (%) ==— ;(%) Khối lượng chất béo trong hệ nhỗ tương ban đầu (g)

Hiệu quả vi bao thể hiện khả năng của chất bao bảo vệ chất béo tránh khỏi các tácđộng bên ngoài Hiệu quả vi bao được tính băng tý lệ giữa hàm lượng béo được bao so

VỚI tong ham lượng chất béo có trong bột sản phẩm Trong đó, hàm lượng béo được bao

được tính thông qua hàm lượng béo tổng và hàm lượng béo tự do trong bột sản phẩm.Hiệu quả vi bao được xác định theo công thức sau:

Hàm lượng béo tổng (g) — Hàm lượng béo tự do (8)

MEE (%) = — 100°(%) Ham lượng béo tổng (g) * &

Hàm lượng béo tự do được xác định bằng cách trộn bột sản phẩm với dung môipetroleum eter theo ty lệ 1g bột và 25 ml petroleum eter Theo Young và cộng sự (1993)thì hàm lượng béo tự do bao gồm phan béo bám trên bề mặt hạt bột và một phan béo namgan vùng bề mặt nhưng dễ bị thất thoát thông qua các mao quản trên bể mặt hạt bột Nhưvậy, ngoài hai chỉ tiêu quan trọng là hiệu suất vi bao và hiệu quả vi bao thì hàm lượngbéo tự do cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng bột thành phẩm

Hiệu qua vi bao chat béo phụ thuộc vào loại chất bao sử dụng, tỉ lệ giữa lượng chấtbéo và chất bao, các điều kiện đồng hóa và say phun để tạo ra bột sản phẩm Ứng dụngphương pháp sây phun để vi bao chất béo trong chế biến thực phẩm đã mang lại nhiều ưuđiểm nối bật như chi phí ít tốn kém, quá trình vận hành đơn giản và có thể sản xuất cáchạt vi bao với năng suất lớn Các loại nguyên liệu dùng làm màng bao hau hết đều có khanăng tan trong nước và ít khi hình thành các liên kết hóa học với lõi chất béo Nhờ đó,

trong quá trình hoàn nguyên, màng bao tan lại hoàn toàn trong nước, các hạt vi bao dễ

đàng được giải phóng một cách nguyên vẹn (Madene và cộng sự, 2006).Tuy nhiên, vi bao chất béo băng phương pháp say phun cũng có một số mặt hạn chế.Nhược điểm phát sinh khi nước được chọn làm pha liên tục trong hệ nhũ tương, chỉnhững vật liệu làm màng bao có khả năng hòa tan hoặc phân tán trong nước mới có thểđược sử dụng Hơn nữa, trong nhóm các vật liệu làm màng bao có kha nang hoa tan trong

nước, dung dịch chất bao phải có độ nhớt thấp để quá trình sây phun được thực hiện dễ

dang (Desai va Park, 2005) Nhiều nghiên cứu đã chứng rang các phân tử chất béo namtrên hoặc gan bề mặt cua hat vi bao sẽ it được bảo vệ trước các tác động của điều kiệnmôi trường Hơn nữa, các hạt vi bao thu được từ quá trình sây phun có kích thước rấtnhỏ, do đó trong một số trường hợp, người ta phải sử dụng thêm các quá trình xử lý khác(vi bao 2 lớp hoặc 3 lớp) de lam tăng khả năng bảo vệ chat béo

Mặc dù tôn tại một số giới hạn đối với các vật liệu dùng làm màng bao cho quá trìnhsay phun, những tiến bộ trong công nghệ thực phẩm gan đây đã cung cấp nhiều loại chấtbao mới có thể khắc phục các nhược điểm trên (Rama và cộng sự, 2009)

5

2.2 Vật liệu bao chất béoChất bao đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ chất béo khỏi các tác độngcủa các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ và các tác nhân oxy hóa Tùy theo phương phápvi bao mà các yêu cầu kỹ thuật của chất bao để vi bao chất béo sẽ khác nhau Chất baodùng trong say phun can thỏa mãn những điều kiện về khả năng hòa tan tốt trong nước,không vi, tro với các hợp chất có trong nguyên liệu cần say phun Chat bao phải có khảnăng nhũ hóa và tạo màng tốt Quá trình say phun đòi hỏi chất bao phải tạo độ nhớt thíchhợp cho dung dịch nhập liệu cũng như khả năng tách nước tốt trong quá trình sấy.

Chất bao thường được sử dụng để vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun là hỗnhợp cua protein và carbohydrate.

Đối với nhóm chat bao có bản chat là carbohydrate, được sử dụng phố biến nhất hiệnnay là maltodextrin, nhờ khả năng hòa tan tốt và tạo độ nhớt thấp ngay cả ở nông độ cao.Tuy nhiên, maltodextrin lại không có khả năng nhũ hóa do có hoạt tính bể mặt thấp.Nghiên cứu của Yoshii và cộng sự (2001) cho thay maltodextrin có kha nang hỗ trợ chấttạo nhũ và hiệu quả vi bao tăng tỷ lệ thuận với nồng độ maltodextrin Mặc khác, khi khảosát khả năng vi bao của maltodextrin thi Raja và cộng sự (1989) thay rang maltodextrinvới chỉ số DE từ 10 đến 20 là thích hợp nhất dé làm chat bao

Đối với nhóm chất bao có bản chất là protein, được sử dụng pho bién hién trén thégiới là natri caseinate có nguồn gốc từ sữa bò, nhờ đặc tinh nhũ hóa tốt và 6n định hệ nhũtương cao Bên cạnh đó, một số nghiên cứu còn sử dung whey protein concentrate vàwhey protein isolate dé vi bao chất béo với hiệu suất vi bao khá cao 90% (Young và cộngsự 1993) Tuy nhiên đối với Việt Nam, các chat bao này không hoàn toàn phù hợp do sanlượng sữa bò tương đối thấp làm cho giá thành các chất bao này tăng cao

Như vậy có thé thấy, việc tìm ra loại chất bao có khả năng vi bao tốt, rẻ tiền và sẵn cólà những hướng nghiên cứu cần quan tâm Trong nghiên cứu của Le và cộng sự (2011),các tác giả đã sử dụng hỗn hop chat bao gelatin — maltodextrin để vi bao sữa dừa, kết quảcho thay hiệu suất vi bao dat được rất cao 98% và hiệu quả vi bao là 85% Nghiên cứunày vẫn chưa khảo sát khả năng bảo vệ của chất bao đối với chất béo trong bột sữa dừatrong quá trình bảo quản bột sản phẩm Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu đã cho thấytiềm năng ứng dụng của hỗn hợp chat bao gelatin — maltodextrin dé vi bao chất béo trongsữa dừa.

2.2.1 Gelatin2.2.1.1 Thanh phân hóa học va cau trúc phân tử

Gelatin có gần day đủ các loại acid amin, ngoại trừ tryptophan và cystein đôi khi chỉtìm thấy ở dạng vết Tỉ lệ giữa các acid amin có thé khác nhau, phụ thuộc vào nguyên liệuvà phương pháp sản xuất Các acid amin liên kết với nhau theo liên kết peptide tạo thànhphân tử gelatine Cấu trúc cơ bản của chuỗi gelatin là - Ala — Gly — Pro — Arg — Gly —Glu — Hyp — Gly — Pro- (Schrieber và cộng sự, 2007)

Hình 2.3: Câu trúc cơ bản bậc 1 của gelatin (Schrieber và cộng sự, 2007)

Cứ 3 chuỗi polypeptide xoăn lại theo hình xoăn ốc tạo nên cau trúc bậc 2 Cấu trúcbậc 3 tạo thành do chuỗi xoắn bậc 2 tự xoăn quanh nó Cau trúc điển hình của gelatin làdạng sợi Trong dung dịch, những đại phân tử với cau trúc sợi dài chiếm ưu thế Khi nhiệtđộ tăng lên thì cầu trúc chuyển sang dạng cuộn

Hình 2.4: Cấu trúc bậc 2 và bậc 3 của gelatin (Schrieber và cộng sự, 2007)2.2.1.2 Các tính chất hóa lý của gelatin

Gelatin rắn có dạng miếng, vảy, bột hoặc hạt, không mùi, không vị, trong suốt, có màu

từ vàng nhạt đến màu trăng Ở nhiệt độ và độ âm bình thường, gelatin chứa từ 9 — 12%

âm và có tỉ trọng riêng từ 1.3 — 1.4 Gelatin có nguồn gốc từ ossein có pI trong khoảng6.5 — 7.5; còn gelatin có nguôn gốc từ da heo thi pI dao động trong khoảng 7.5 — 9.0

Độ nhớt của dung dịch gelatn phụ thuộc vào:- Đặc tính nguyên liệu gelatin: theo Gudmunsson và Hafsteinsson (1977), độ nhớtcủa dung dịch gelatin phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng phân tử hơn là thành phầnacid amin cua gelatin đó.

- Nông độ dung dich: độ nhớt của dung dich tăng khi nồng độ dung dich tăng cao.- Dung môi: ảnh hưởng của dung môi trở nên kém quan trọng khi nồng độ dungdịch tăng lên.

- pH của dung dịch: độ nhót nhỏ nhất tại điểm đăng điện pl

- Nhiệt độ: trên 40°C độ nhớt sẽ giảm theo tỉ lệ mũ với độ tăng của nhiệt độ

(Schrieber và cộng sự, 2007).Hoạt tính bề mặt của gelatin cũng tương tự như những loại protein khác là nhờ vàocác gốc tích điện được nằm phía bên ngoài các mạch phân tử Phần lớn các gốc tích điệntrong phân tử đều có khuynh hướng đưa ra bề mặt bên ngoài, vì thé làm giảm sức căng bềmặt của dung dịch Đồng thời, gelatin cũng có khả năng hình thành nên một bề mặt mỏnggiữa dung dịch và khí Tính chất này gọi là “khả năng tạo bọt” của gelatin Khả năng nàyphụ thuộc rất nhiều vào khối lượng phân tử gelatin Gelatin có khối lượng phân tử lớnhon sẽ có khả năng tạo bọt bền hơn Điều này cũng dễ hiểu vì khi chế phẩm gelatin nàocó khả năng làm giảm sức căng bề mặt lỏng/khí tốt hơn thì bọt sẽ bền hơn Gelatin có

khói lượng phân tử lớn sẽ tạo được dung dịch có độ nhớt cao hơn, nhờ vậy mà nó làm

giảm được sức căng bê mặt long/khi.Ngoài khả năng tạo bọt thì gelatin còn có khả năng nhũ hóa Khi cho vào một hệ nhũtương bat ky, gelatin sẽ nhanh chóng hình thành một lớp màng cực mỏng bao quanh cácgiọt lỏng của pha phân tán Các lớp màng của gelatin rất giàu điện tích trên bề mặt, nhờđó mà chúng sẽ đây nhau làm cho các giọt lỏng của pha phân tán không kết tụ lại được.Sự hình thành lớp mang bao của gelatin quanh các giọt lỏng có thé đi kèm với hiện tượngtạo bọt hay không đi kèm với hiện tượng tạo bọt Ngoài việc làm bên hệ nhũ tương theocơ chế này thì gelatin còn góp phan làm bên hệ nhũ bằng việc tăng độ nhớt Độ nhớt caolàm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha, nhờ đó góp phan làm bên hệ nhũ tương.(Schrieber và Gareis, 2007)

2.2.2 MaltodextrinMaltodextrin là sản phẩm thủy phân từ tinh bột bap hoặc các loại tinh bột khác băngenzyme hoặc acid và được sử dụng rộng rãi trong phương pháp say phun Mức độ thủyphân của tinh bột dao động trong một khoảng rộng, được đánh giá thông qua chỉ số DE(Dextrose Equivalent), nhờ đó tạo ra nhiều loại maltodextrin có chỉ số DE với các đặctính khác nhau Không giống như tỉnh bột, maltodextrin có khả năng tan tốt trong nướcvà tạo độ nhớt thấp ở nông độ dung dịch cao cũng như ít làm thay doi vi cua dung dich

Mot minh maltodextrin khong thé dong vai tro lam chat bao néu khong có sự hiệndiện của các chất hoạt động bề mặt khác vì matodextrin không có khả năng nhỗ hóa Tuynhiên, khi kết hợp với protein, maltodextrin hỗ trợ protein tạo thành màng bao bao quanhcác giọt béo phân tán Nhiều nghiên cứu đã chứng minh khả năng bảo vệ chất béo chốnglại quá trình oxi hóa cua maltodextrin (Gharsallaoui và cộng sự, 2007) Maltodextrin congiúp làm giảm tốc độ của phản ứng Maillard khi được sử dụng để vi bao các nguyên liệubéo có chứa đường khử và amino acid Hogan và cộng sự (2001) đã khảo sát sự ảnhhưởng của chỉ số DE của maltodextrin đến độ bền hệ nhũ tương, hiệu quả vi bao băngphương pháp say phun và khả năng hoàn nguyên của dau đậu nành Kết quả cho thấy khităng chỉ số DE sẽ làm giảm độ nhớt của hệ nhũ tương được phản ánh thông qua việcgiảm khối lượng phân tử trung bình của các chất trong hệ nhũ Việc tạo ra dung dịch cóđộ nhớt thấp là một ưu điểm quan trọng doi quá trình vi bao bang phương pháp say phunvì nó cho phép thực hiện qua trình say ở nông độ chất khô cao mà không ảnh hưởng đếngiai đoạn phun sương tạo hạt lỏng để trộn với dong tác nhân sây (Kenyon, 1995) Hiệu

quả của quá trình vi bao (MEE) sẽ tăng từ 0 đến 88.4% khi chỉ số DE tăng từ 0 đến 28.Mỗi quan hệ tuyến tính giữa MEE và DE là nhờ các phân tử oligosaccharides nhỏ cónhiều trong maltodextrin có chỉ số DE cao sẽ tạo ra lớp vỏ bao ít xốp hơn, từ đó làm giảmlượng béo bề mặt của hạt vi bao Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả vi bao đạt đượctốt nhất khi sử dụng nguồn carbohydrate có khối lượng phân tử bé hon 1000 Da tươngđương với chỉ số DE lớn hơn 18.5.

Hình 2.5: Ảnh chụp SEM của hai mẫu hạt dầu đậu nành được vi bao với maltodextrin cóchỉ sô DE là 5.5 (hình trái) và chỉ so DE là 28 (hình phải) (Hogan và cộng sự, 2001)

Hình 2.5 cho thấy khi sử dụng Na-caseinate với maltodextrin có DE là 5.5, hiện tượngkết tụ hạt xảy ra do sự hiện diện của một lượng lớn các chất béo trên bé mặt của các hạtbột Trong khi đó, với maltodextrin có chỉ số DE là 28, các hạt vi bao được hình thànhkhá mịn với các vết nứt trên bề mặt Ngoài ra, các tác giả cũng nhận thấy không có hiệntượng kết dính các hạt vi bao khi sử dụng các loại maltodextrin khác có chỉ số DE lớnhơn 5.5 Kích thước trung bình của giọt béo của hệ nhũ tương khi tai phân tan trong nướcsẽ giảm từ 15.4 xuống 1.3 wm khi tăng chỉ số DE từ 0 lên 14 Như vậy có thé thay, chi sốDE của maltodextrin có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của quá trình vi bao chất béobăng phương pháp sây phun

Việc hiểu rõ tính chất của từng loại chất bao là rất quan trọng khi lựa chọn để sử dụngcho quá trình vi bao nham đạt được hiệu quả vi bao tốt nhất.

2.3 Sữa dừa và bột sữa dừa hòa tan

2.3.1 Phương pháp thu nhận sữa dừaSữa dừa hay còn gọi là nước cốt dừa, là một hệ nhũ tương dau trong nước được ép tucom dừa tươi đã được xay nhuyễn có bố sung thêm nước hoặc không bồ sung thêm nước.Tuy nhiên, để nâng cao khả năng chiết chất khô thì người ta thường bồ sung thêm nướcvới các tỷ lệ khác nhau Ở quy mô công nghiệp, việc thu nhận dịch sữa dừa từ quả dừagià (khoảng 10 - 12 tháng tuổi) là một quá trình tương đối đơn giản Sau khi được bóc vỏ,quả dừa được bồ đôi và com dừa sẽ được thu hồi băng thiết bị nạo có tác dụng xé nhỏkích thước cơm dừa, thuận lợi cho quá trình trích ly sau này Cơm dừa tiếp tục được choqua thiết bị nghiền trước khi được phối trộn với nước rồi đem ép bằng thiết bị ép thủy lựcdạng trục Cơm dừa sau khi nạo có thể được bảo quản một thời gian trước khi thực hiện

9

quá trình ép Để hạn chế hư hỏng trong suốt quá trình bảo quản thì Arumughan và cộngsự (1993) đã dé xuất phương án rửa com dừa bang nước có chứa HO nông độ 100ppmvà sau đó chan ở 80°C trong 10 phút để loại tất cả các vi sinh vật và vô hoạt enzymelipase.

Quá trình ép có thé được thực hiện một hoặc nhiều lần có bổ sung thêm nước sau mỗilần ép nhằm thu hồi triệt dé các chất khô hòa tan trong com dừa Tuy nhiên, nồng độ chatkhô thu được của sữa dừa sẽ giảm xuống rất nhiều khi bố sung thêm nước

2.3.2 Thanh phan hóa học sữa dừaNhìn chung, thành phần hóa học của sữa dừa phụ thuộc vào giống dừa, độ chín củaquả dừa, điều kiện địa lý, điều kiện trồng trọt, phương pháp thu nhận và hàm lượng nướcbố sung trong quá trình thu nhận sữa dừa (Cancel, 1979) Chee và cộng sự (1997) đãthống kê thành phan của sữa dừa (không bố sung thêm nước trong quá trình thu nhận) từkết quả của những tác giả khác nhau (Bảng 2.1)

Bảng 2.1: Thanh phân hóa học của sữa dừa không bổ sung thêm nước (Chee va cộng sự, 1997)

` À Nathaneal Popper Jaganathan Anon

Thanh phan (%) (1954) (1966) (1 996) (1984)

Nước 50.0 54.1 50.0 53.9Béo 39.8 32.2 40.0 34.7Protein 2.8 4.4 3.0 3.6Carbohydrate 6.2 8.3 5.5 6.6Tro 1.0 1.0 1.5 1.2Nhu vay, ngoai thanh phan chính là nước chiếm hon 50%, hàm lượng chất béo trongsữa dừa cũng chiếm tỷ lệ rat cao và dao động trong khoảng từ 32 - 40% Các thành phânchất khô không béo chiếm tỷ lệ xấp xỉ 11%, bao gồm protein, carbohydrate và tro.

Thông thường, dé thu nhận dịch sữa dừa, nước được bố sung vào com dừa với các tylệ khác nhau nhằm làm tăng hiệu suất thu hồi chất khô, đặc biệt là các chất khô khôngbéo Tuy nhiên, theo Cancel và cộng sự (1979), việc tăng tỷ lệ nước so với cơm dừa đểtrích ly chất chiết trước khi ép sẽ làm giảm đáng kế hàm lượng béo trong dịch sữa dừathu được (Bảng 2.2) Do đó, tùy vào loại sản phẩm cần thu nhận mà ta nên chọn ty lệnước và cơm dừa cho phù hợp.

Bảng 2.2: Thành phan hóa học của sữa dừa khi bổ sung nước ở các tỷ lệ khác nhau (Cancel,

1979)

Tỷ lệ nước : cơm dừa No Béo (%) _ a

0:4 45.1 435 1161:4 626 256 892:4 76.3 186 573:4 779 15.9 4.04:4 78.7 14.9 38

10

Chất béo trong sữa dừaChất béo từ cơm dừa có thành phân chủ yếu là các triglyceride của các acid mạchtrung bình, chủ yếu là acid béo C-12 và C-14 Hàm lượng acid béo mạch trung bìnhtrong sữa dừa chiếm khoảng 60 — 66% tổng acid béo.Trong đó, acid lauric (C12:0) chiếmhàm lượng cao nhất (46 — 48% so với tổng acid béo) (Bảng 2.3) Ngoài ra, thành phầnchính của các triacylglycerol (TAG) cũng chủ yếu là của acid mạch trung: 22 - 25% làLaLaLa, 14 - 16% là CCLa, 19 - 21% là CLaLa, 13 - 15% là LaLaM và 7 - 9% là LaMMvới La, C va M là lauric, capric va mysristic acid (Marina và cộng sự, 2009) Các acidbéo không no chiếm chưa tới 10% trong tổng acid béo trong sữa dừa.

Bảng 2.3: Thanh phần các acid béo có trong sữa dừa (Eqbal và cộng sự, 2011)

Acid béo Thành phần (%)Caproic (C-6:0) 0.5

Caprylic (C-8:0) 6.5Capric (C-10:0) 5.1Lauric (C-12:0) 46.5Myristic (C-14:0) 20.6Palmitic (C-16:0) 9.1

Stearic (C-18:0) 2.8Oleic (C-18:1) 7.2Linoleic (C-18:2) 1.7Protein trong sira dira

Protein chiếm ham lượng tương đối thấp từ 2.8 — 4.4% theo ham lượng chat khô trongdich sữa dừa Thành phan protein trong dịch sữa dừa (không b6 sung thêm nước) chứa69% globulin, 8% albumin, 18% glutelin và 5% prolamin (Strength, 1970) TheoHagenmaier và cộng su (1972), một số loại protein không tan trong nước đóng vai trò làchất nhũ hóa đối với hệ nhũ tương trong dịch sữa dừa Tuy nhiên, do hàm lượng proteintương đối thấp và khả năng nhũ hóa của các protein này không cao nên sữa dừa vẫn làmột hệ nhũ tương không bên, rất dễ bị tách thành hai pha riêng biệt Nhìn chung thì hoạttính bề mặt của protein trong sữa dừa phụ thuộc nhiều vào pH lực ion và nhiệt độ Đặcbiệt, độ hòa tan của protein giảm mạnh khi pH môi trường gân điểm đăng điện (Điểmđăng điện protein sữa dừa xâp xỉ 4.5, sữa dừa thông thường có pH xấp xỉ 6.2).

Mặc dù chiếm một hàm lượng thấp nhưng protein sữa dừa có giá trị dinh dưỡng khácao nhờ chứa phan lớn các acid amin thiết yếu Thanh phan các acid amin trong sữa dừađược liệt kê trong bảng 2.4.

11

Bang 2.4: Thanh phan các acid amin trong 100g cơm dừa tươi (USDA Nutrient Database,

Phenylalanine 0.116 Glutamic acid 0.524Tyrosine 0.071 Glycine 0.108

Valine 0.139 Proline 0.095Các thành phan khác trong sữa dừa

Hàm lượng carbohydrates trong sữa dừa vào khoảng 5.5 — 8.3% Thanh phan chủ yếucua carbohydrate trong sữa dừa la sucrose (3.34%), ngoài ra còn một hàm lượng nhỏ tinhbột (2.2%) Với hàm lượng tương đối thấp, sự hiện diện của sucrose có tác động khôngđáng kế đến độ bên hệ nhũ tương của sữa dừa Một số nghiên cứu đã cho rằng đường cókhả năng làm tăng độ nhớt của pha liên tục, nhờ đó sẽ làm giảm khả năng kết tụ của hạtcầu béo (McClements và cộng sự, 2004) Điều này đồng nghĩa với sự gia tăng nông độđường sé ty lệ thuận với độ bền hệ nhũ tương (Maskan và cộng sự, 2000)

Bên cạnh các thành phân carbonhydrate, sữa dừa còn chứa một lượng nhỏ các nguyêntố muối khoáng (Ca, P, K, Mg, Fe, Se, ) và một số vitamin (C, Bó, E) (Eqbal và cộngsự, 2011)

2.3.3 Hệ nhũ tương trong sữa dừaSữa dừa là một hệ nhũ tương dau trong nước với các hat cầu béo được bao quanh bởimột lớp màng mỏng protein Đường kính các hạt cầu béo trong hệ nhũ tương sữa dừa daođộng trong khoảng 5 — 10um Tuy nhiên, hệ nhũ tương của sữa dừa không bên và dễdàng bị tách làm hai pha riêng biệt: pha nặng chứa nước và các chất hòa tan trong nướcva pha nhẹ chủ yếu là chất béo nổi lên phía trên và hình thành lớp cream (Tangsuphoom,2008) Nguyên nhân của sự tách pha là do hàm lượng béo khá cao trong khi hàm lượngprotein lại khá thấp và hoạt tính bề mặt của protein trong sữa dừa cũng không cao Trongnghiên cứu của Onsaard và cộng sự (2006), các tác giả phát hiện răng protein sữa dừa cóhoạt tính bề mặt thấp hơn nhiều so với whey protein isolate và đặc biệt là không có khảnăng bảo vệ hạt cầu béo sau quá trình đồng hóa

Theo Monera và cộng sự (1988), hệ nhũ tương trong sữa dừa kém bên nhất ở khoảngpH từ 1.5 — 2.0 và pH 6.5 Việc sử dụng các chất nhũ hóa như natri caseinate, gelatin,

12

kết hợp với các phương pháp đồng hóa áp lực cao sẽ nâng cao độ bền của hệ nhũ tươngsữa dừa.

Hình 2.6: Hình chụp từ kính hiển vi (a, b) và kính hiển vi điện tử quét (c, d) Hệ nhũ tương sữa

dừa trước đông hoa (a, c) và sau đông hóa (b, d) Mũi tên chỉ các hạt câu béo không kết tụ, P là

vùng nên protein trong hệ nhũ (Tangsuphoom va Coupland, 2008).

Nhiều phương pháp đồng hóa đã được ứng dụng trong các nghiên cứu nhằm làm tăngđộ bên hệ nhũ tương trong sữa dừa Đồng hóa hai cấp và xử lý với sóng siêu âm đượcxem là những phương pháp tiền xử lý hiệu quả để làm giảm kích thước của các hạt cầubéo (Jena và Das, 2006) Quá trình đồng hóa ở áp suất cao đòi hỏi phải có sự kết hợp củacác chất nhũ hóa và chất ôn định dé làm bền hệ nhũ tương trong sữa dừa Việc bồ sungchất nhũ hóa để hấp phụ lên bề mặt các hat cầu béo nhăm hạn chế sự kết tụ và việc b6sung chất ôn định dé làm chậm quá trình tách pha là những giải pháp hiệu quả để nângcao sự 6n định của hệ nhũ tương sữa dừa (Tangsuphoom va Coupland, 2008) Trongnghiên cứu của Soler và cộng sự (1991), các tác giả nhận thay khi bổ sung 0.15% chấtnhũ hóa (gồm hỗn hop hai chế phẩm Tween 60 va Span 60 dé tạo thành hệ nhũ tươngnước/dầu có giá trị HLB là 10) cùng với 0.3% carboxylmethyl cellulose sẽ cho độ bền hệnhũ tương sữa dừa cao nhất Hàm lượng béo và nhiệt độ cũng là những nhân tố quantrọng ảnh hưởng đến độ bền của hệ nhũ tương sữa dừa (Peamprasart and Chiewchan,2006) Khi nhiệt độ cao vượt khoảng 50 — 130°C sẽ ảnh hưởng đến các protein cầu trúcbậc 2 và 3 gây nên sự biến tính nhiệt cho hệ protein trong sữa dừa, ảnh hưởng đến độnhớt và độ bền hệ nhũ tương Nhiều nghiên cứu khảo sát các điều kiện làm bền hệ nhũtương sữa dừa đã được thực hiện, kết quả được tóm tắt trong bảng 2.5

13

Bảng 2.5: Tổng hợp các nghiên cứu khảo sát các điều kiện xử lý hệ nhũ tương sữa dừa

17-18 isolate hoặc Tween Mau kết hop sodium

20 caseinate va Tween

20 cho kết quả tốtnhật

Tiền xử lý nhiệt ở 1%Tween60,1% Sau 3 ngày, tất cả Jirapeangtong70°C, đồng hóa 2 Carboxymethyl cá mẫu chuyển và cộng sự30 cấp 11/2 mPa và tiệt cellulose, 1% thành cream Khi su (2008)

tring 6 121°C trong Sucrose dụng nông độ đường

14

Bang 2.6: Thành phan hóa học của bột sữa dừa hòa tan từ các nguồn khác nhauThành phân (% w/w) | Seow và Leong (1998) Gonzalez (1986)

Độ am 2.2 0.8—2.0Béo 63.6 60.5Protein 4.5 6.9Carbohydrate 28.7 27.3

Tro 1.0 1.8XO - 0.02Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng quy trình thu nhận bột sữa dừa hòa tan bằngphương pháp sấy phun được đề xuất bởi Le và cộng sự (2011) Theo đó, cơm dừa đượctách ra khỏi lớp vỏ dừa và được xay nhuyễn để tăng diện tích tiếp xúc với dung môinhăm tăng hiệu suất thu hồi chất khô trong quá trình trích ly và ép Cơm dừa sau khiđược xay nhuyễn có kích thước từ 1.5 - 3.0 mm sẽ được phối trộn với dung môi là nướctheo ty lệ khối lượng là 1:1 Quá trình trích ly được thực hiện 6 95°C trong 15 phút để thuhồi tối đa hàm lượng các chất chiết có trong cơm dừa Mục đích của quá trình trích ly ởnhiệt độ cao nhằm vô hoạt các enzyme lypoxygenase có trong chất béo sữa dừa, hạn chếquá trình oxy hóa chất béo ảnh hưởng đến chất lượng bột sữa dừa trong quá trình bảoquản Sau quá trình trích ly ở nhiệt độ cao, hỗn hợp được ép nhằm mục đích tách riêngpha lỏng và pha ran đồng thời tận thu các chất chiết còn sót lại trong bã Quá trình ép cóthể được thực hiện một lần hoặc nhiều lần Các chất bao được hòa tan trong nước, sau đó

được lần lượt phối trộn với sữa dừa Sữa dừa sau đó sẽ được đồng hóa để xé nhỏ các hạt

cầu béo, phân tán chúng đồng đều trong dung dịch, tạo điều kiện cho chất bao tiếp xúcvới các hạt cầu béo tốt hơn, quá trình vi bao sẽ được thực hiện hiệu quả hơn Người tathường sử dụng phương pháp đồng hóa áp lực cao (một cấp, hai cấp) hoặc phương phápđồng hóa bằng sóng siêu âm dé xé nhỏ các hạt cầu béo trong hệ nhũ tương sữa dừa Tiếptheo, dịch sữa dừa được nhập liệu vào thiết bị sây phun để chuyển hệ nhũ tương sữa dừatừ dạng lỏng sang dang rắn, tạo thành bột sữa dừa Sản phâm được thu hồi trong cyclonevà làm nguội nhanh trong không khí khô Bột sữa dừa được bao gói ngay dé tránh hiệntượng hút âm

15

Sơ đồ quy trình công nghệ thu nhận bột sữa dừa (Le và cộng sự, 2011)

Lam nguội

y

Bao góiBột sữa

2.4 Các yếu to anh hưởng đến quá trình oxy hóa sản phẩm béo được vi baoQuá trình oxy hóa chất béo diễn ra trong các hạt vi bao sẽ làm giảm giá trị dinh dưỡngvà cảm quan cho sản phẩm béo được vi bao Nhìn chung, quá trình oxy hóa chất béo tạora nhiêu hợp chất phân cực có khối lượng phân tử khác nhau được gọi chung là các hợp

chất peroxid bao gom các aldehyde, ketone, rượu và các acid hữu co Việc nghiên cứu

16

các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa xảy ra trong các hạt béo được vi bao là hétsức phức tap Oxy và sự hiện diện cua các acid béo không không no là hai yêu tố chínhdẫn đến quá trình oxi hóa trong chất béo Bên cạnh đó, còn có rất nhiều yêu tố quan trọngkhác ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa chất béo đã vi bao như loại chất bao sử dụng,phương pháp đông hóa hệ nhũ tương, sự phân bố chất béo trong hạt vi bao và các điềukiện thực hiện quá trình sây phun (nhiệt độ tác nhân say, ap suất khí tại đầu phun).

2.4.1 Anh hướng của bản chat và nồng độ của chất baoNhiều nghiên cứu trong thời gian gần đây đã tiến hành so sánh khả năng ngăn ngừaquá trình oxy hóa chất béo của các loại chất bao khác nhau, đặc biệt là các loại chất baocó bản chất là protein và carbohydrate Đối với chất bao là carbohydrate, được sử dụngpho biến là maltodextrin với nhiều chỉ số DE khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thay,maltodextrin có chỉ số DE càng cao sẽ làm tăng hiệu quả bảo vệ dầu béo (Anandaramanvà Reineccius, 1986) Đối với tổ hợp chất bao protein va carbohydrate, Iwami và cộng sự(1987) cho rằng việc sử dụng hỗn hợp hai chất bao gliadin và tinh bột trong quá trình vibao acid linoleic băng phương pháp sây phun sẽ ngăn cản quá trình oxy hóa tốt hơn sovới khi sử dụng cyclodextrin làm chất bao cho quá trình vi bao bằng phương pháp đôngkhô.

Bên cạnh đó, hàm lượng chất bao được sử dụng cũng đóng vai trò khá quan trọng, ảnhhưởng đến hiệu quả vi bao cũng như khả năng ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo.Nghiên cứu cua Renata và cộng sự (2009) sử dụng gum Arabic để vi bao chất béo Cáctác giả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ giữa hàm lượng chất bao và hàm lượng chất béo có tronghệ nhũ ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao Sự oxy hóa chất béo được biểu thị thông qua giátrị chỉ số peroxide (POV) của mẫu sau quá trình say phun

Bảng 2.7: Ảnh hưởng ty lệ chất khô và chất béo khác nhau đến sự oxi hóa chất béo (Renata và

cộng sự, 2009)

Hàm lượng chat bao | Hàm lượng béo MEE POV

(%) (%) (%) (meq peroxide/kg chat

béo)14 14 72.7 0.04726 14 88.7 0.02714 26 51.7 0.06626 26 62.4 0.037Kết quả cho thay khi giảm ty lệ gum Arabic sẽ làm giảm hiệu qua vi bao, đồng thờichỉ số POV cũng tăng lên Giá trị POV đạt cao nhất là 0.066 meq peroxide/kg chất béokhi hàm lượng chất bao trong hệ nhũ tương chỉ băng một nửa hàm lượng chất béo Ngượclại, khi tăng nông độ gum Arabic, hiệu quả vi bao tăng lên đồng thời chỉ số POV giảmxuống Kết quả cho thấy, việc khảo sát môi quan hệ giữa hàm lượng chất bao sử dụng vàhàm lượng béo có trong hệ nhũ tương là rất quan trọng để đảm bảo khả năng vi bao toànbộ chất béo có trong hệ nhũ tương nhằm hạn chế quá trình oxy hóa chất béo

Tuy nhiên trong nghiên cứu của Imagi và cộng sự (1992), các tác gia đã thu đượcnhững kết quả khá thú vị Khi tiến hành khảo sát hiệu quả vi bao của các loại chất bao

17