nghiên cứu quy trình công nghệ sấy thăng hoa sản phẩm sữa chua matcha

TÓM TẮT KHÓA LUẬN Đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy thăng hoa sản phẩm sữa chua matcha” được thực hiện để thiết lập và xây dựng ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 để xác định

TỔNG QUAN

Tổng quan về sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là một quá trình làm khô sản phẩm trong đó dung môi (thường là nước) và/hoặc môi trường huyền phù được kết tinh ở nhiệt độ thấp và sau đó thăng hoa trực tiếp từ pha rắn sang pha hơi mà không qua pha lỏng [5] Ngày nay, sấy thăng hoa có ứng dụng trong các lĩnh vực từ việc giúp thực phẩm có thể bảo quản tương đối đơn giản, cho đến việc bảo quản các sản phẩm công nghệ sinh học hoặc dược phẩm phức tạp, … [6] Phương pháp sấy này không những giúp các sản phẩm thực phẩm (cà phê, trà, rau quả giòn, nguyên liệu cho thực phẩm ăn liền và một số loại rau thơm) bảo quản được lâu hơn mà nó còn giúp giữ khá tốt hương vi, màu sắc của thực phẩm so với các phương pháp sấy khác [7] [8] Ngoài ra, với nhiều ưu điểm so với các phương pháp sấy khác, sấy thăng hoa có thể được ứng dụng trong các sản phẩm như: hoa, vi sinh vật, dược phẩm, thiết bị y tế và mỹ phẩm, hóa chất và bột màu đặc biệt, enzyme và bột gốm [5]

Nguyên tắc cơ bản trong sấy thăng hoa là sự chuyển đổi trực tiếp từ thể rắn sang thể khí Ngày nay, sấy thăng hoa được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành dược phẩm thực phẩm, … dù chi phí khá cao nhờ vào các ứng dụng nổi bật như giữ an toàn cho thực phẩm và dược phẩm không bị hư hỏng trong thời gian dài, giữ được gần như nguyên vẹn màu và hương vị của thực phẩm, giảm trọng lượng bằng cách loại bỏ nước, Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để sấy khô các vật liệu không bền nhiệt Phương pháp này được chia thành 3 bước để hiểu rõ hơn đó là: Làm đông lạnh, sấy sơ cấp và sấy thứ cấp Phương pháp này có nhiều ưu điểm và nhược điểm, nhưng đây vẫn là phương pháp sấy hữu ích nhất hiện nay [9]

 Ưu điểm của phương pháp sấy thăng hoa: [9] Được lưu trữ ở trạng thái khô, vì vậy sản phẩm sẽ ổn định

Sản phẩm được sấy khô mà không tăng nhiệt độ

Phù hợp với các loại thuốc nhạy cảm với O2 và không khí

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 6

Các sản phẩm sấy thăng hoa có thể được bù nước (hoàn nguyên) nhanh chóng và dễ dàng hơn nhiều vì quá trình này để lại các lỗ cực nhỏ

Các thành phần của vật liệu sấy khô được phân tán đồng nhất

Bảo quản dạng khô ít tốn kém hơn dạng dung dịch

Ngành công nghiệp mỹ phẩm đang tăng cường sử dụng sấy thăng hoa để giúp điều chế mặt nạ làm đẹp, thuốc nhuộm tóc và chất hỗ trợ tinh vi cho kem dưỡng da mặt

Các ngành công nghiệp hóa chất cũng đang bắt đầu sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để điều chế các hóa chất tinh chế, chất xúc tác và bộ lọc chọn lọc

Sấy thăng hoa giúp tăng thời gian bảo quản thực phẩm vì hàm lượng nước giảm đi rất nhiều sẽ ức chế hoạt động của các vi sinh vật có hại và các enzym thường làm hư hỏng hoặc phân hủy chất Ngoài ra còn giúp sản phẩm gọn nhẹ khi vận chuyển

Nếu một chất đông khô được niêm phong để ngăn chặn sự tái hấp thụ độ ẩm, thì chất này có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng mà không cần làm lạnh và được bảo vệ tránh bị hư hỏng trong nhiều năm Ví dụ như có thể sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để lưu trữ mẫu vi sinh vật trong phòng thí nghiệm, …

Sấy thăng hoa cũng ít gây tổn thất các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm hơn so với các phương pháp sấy khác sử dụng nhiệt độ cao hơn

Sấy thăng hoa thường không gây ra hiện tượng co ngót hoặc làm cứng vật liệu được sấy khô

Sấy thăng hoa giúp giữ khá nguyên vẹn hương và mùi vị của sản phẩm

 Nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa: [9]

Các hợp chất dễ bay hơi có thể bị loại bỏ bằng chân không cao

Hệ thống máy đắt tiền

Cần phải quan tâm đặc biệt đến khử trùng và đảm bảo vô trùng buồng sấy

Thuốc kháng sinh, sản phẩm miễn dịch, chất có nguồn gốc từ kỹ thuật di truyền, protein trọng lượng phân tử cao và peptit phức tạp đều rất dễ vỡ, khó đông lạnh và tất cả đều rất nhạy cảm với độ ẩm còn sót lại

Tốc độ tạo mầm nhanh do mức độ siêu lạnh lớn tạo ra một số lượng lớn hơn các tinh thể băng nhỏ, từ đó tạo ra một giao diện nước-băng lớn Sự tiếp xúc của protein với giao diện băng-nước này có thể dẫn đến sự biến tính

Các vật thể lớn mất vài tháng để đông khô Ứng suất đóng băng cũng có thể phá vỡ cấu trúc nhũ tương và lớp kép liposome

Loại bỏ lớp vỏ hydrat hóa khỏi protein và các sản phẩm như liposome trong quá trình sấy khô khi không có chất ổn định thích hợp có thể gây ra sự mất ổn định cấu trúc protein và sự kết hợp của liposome

Hàm lượng nước quá thấp trong sản phẩm cuối cùng có thể dẫn đến mất ổn định và cần xác định hàm lượng nước tối ưu

2.1.1 Cơ sở khoa học của quá trình sấy thăng hoa

2.1.1.1 Các quá trình chuyển pha của nước

Quá trình chuyển pha của nước giữa lỏng – rắn – hơi được mô tả trong Hình 2.1

Hình 2.1 Giản đồ biến đổi của pha nước

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 8 Ở điều kiện áp suất PM = const, nhiệt độ của nước tăng từ TM đến TG khi cấp nhiệt vào, thì trạng thái của nước sẽ dịch chuyển từ M đến G, tại điểm M nước đang ở trạng thái lỏng, tại điểm G nước ở trạng thái hơi Hiện tượng này hay xuất hiện trong các quá trình sấy vật liệu ẩm

Trường hợp nếu giảm áp suất PM < 760 mmHg (áp suất khí quyển), quá trình diễn ra theo đường M – L Đây là hiện tượng thường xuất hiện trong quá trình sấy chân không Ở điều kiện áp suất PM = const, giảm nhiệt độ của nước từ TM xuống

TN = TR = TH (Hình 2.1) khi lấy nhiệt ra, lúc này có thể thấy được trạng thái pha của nước diễn ra theo M – N, tại M nước ở trạng thái lỏng, tại N nước ở trạng thái rắn hay nước đá Hiện tượng này thường xảy ra trong quá trình làm lạnh đông

Tại điểm R, nước đang ở trạng thái rắn, tại đây nhiệt độ TH = TR, trong trạng thái áp suất PR = const < PO = 4,58mmHg Quan sát Hình 2.1 có thể thấy, tương ứng mỗi giá trị áp suất thăng hoa là PH (điểm H) sẽ có một nhiệt độ nước đá là TH và ngược lại Thế nên, nước đá nếu được cho vào môi trường có điều kiện áp suất là

Nguyên liệu sấy thăng hoa – sữa chua matcha

2.2.1 Nguyên liệu chế biến sữa chua matcha

Sữa chua từ lâu đã là một nguồn thực phẩm nổi tiếng có chứa probiotics (Probiotics được định nghĩa là "các vi sinh vật sống, khi ăn vào với số lượng đủ, sẽ mang lại lợi ích sức khỏe ngoài dinh dưỡng cơ bản vốn có") [27] Sữa chua được Codex Alimentarius năm 1992 định nghĩa là một sản phẩm sữa đông tụ là kết quả của quá trình lên men axit lactic trong sữa bởi Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus [28] Trong sữa chua, Streptococcus thermophilus và

Lactobacillus bulgaricus có mối quan hệ cộng sinh khi Streptococcus thermophilus tạo ra CO2 và axit formic kích thích sự phát triển của Lactobacillus bulgaricus, còn

Lactobacillus bulgaricus thủy phân protein sữa giải phóng các peptit và axit amin giúp cải thiện sự phát triển của Streptococcus thermophilus [29] Căn cứ vào mục đích tạo ra sản phẩm sữa chua với hương vị mong muốn để lựa chọn tỉ lệ giống giữa

Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus cho phù hợp Thông thường tỉ lệ giống là 1:1, 2:1, …

Sữa chua là một trong những sản phẩm sữa lên men phổ biến nhất trên toàn thế giới, được người tiêu dùng chấp nhận rất nhiều do lợi ích sức khỏe của nó ngoài dinh dưỡng cơ bản Nói chung, sữa chua được coi là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng do chứa một nguồn canxi phong phú Ngoài ra, nó cung cấp protein sữa có giá trị sinh học cao hơn và cung cấp gần như tất cả các axit amin thiết yếu cần thiết để duy trì sức khỏe tốt Sữa chua được coi là thực phẩm mang lợi khuẩn có thể cung cấp một lượng đáng kể vi khuẩn có lợi Hơn nữa, sữa chua được báo cáo là cải thiện khả năng dung nạp đường sữa, tăng cường miễn dịch và ngăn ngừa rối loạn tiêu hóa Vì những lợi ích sức khỏe đã biết này của sữa chua, nhu cầu của người tiêu dùng đối với sữa chua và các sản phẩm liên quan đến sữa chua đã tăng lên và trở thành loại sữa tăng trưởng nhanh nhất trên thị trường toàn cầu Sữa chua hiện nay được sản xuất với nhiều chủng loại với hàm lượng chất béo, hương vị và kết cấu khác nhau phù hợp với các bữa ăn khác nhau và có thể sử dụng như một món ăn nhẹ, món tráng miệng hoặc kết hợp với món ăn ngọt hoặc mặn [29]

Hình 2.12 Steptococcus thermophilus Hình 2.13 Lactobacillus bulgaricus

Matcha là một loại bột được du nhập từ Nhật Bản vào nước ta khá lâu và đã trở thành một loại thực phẩm khá được ưa chuộng một phần do hương vị cũng như nhiều lợi ích mà nó đem lại Matcha có 100% nguồn gốc thiên nhiên Matcha được tạo ra bằng cách nghiền mịn phần búp non của cây trà xanh Tencha - đặc trưng của Nhật Bản Quá trình tạo ra matcha khá phức tạp và nhiều công đoạn Đầu tiên phần búp non của cây trà xanh Tencha sẽ được che nắng từ lúc mới nảy mầm, sau đó tiến hành thu hoạch, tiếp đó búp non vừa thu hoạch sẽ được hấp chín bằng hơi nước và tách bỏ phần gân cuống, phần là vừa hấp sẽ được đem làm khô bằng gió, và cuối cùng phần búp non khô sẽ được nghiền mịn bằng cối đá granite

Matcha, một loại trà xanh đặc biệt, là một phần của văn hóa trà truyền thống Nhật Bản Mặc dù Matcha có nguồn gốc từ cùng một loại cây Camellia sinensis như trà xanh bình thường, nhưng matcha được trồng và chế biến theo cách khác Matcha

Hình 2.14 Sữa chua kết hợp trái cây

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 24 được trồng dưới bóng râm trong vài tuần cuối cùng trước khi thu hoạch Do đó, sự canh tác khác biệt này dẫn đến lượng theanine chứa trong trà xanh matcha cao hơn, mang lại cho nó một hương vị đặc biệt gọi là “Umami” có thể cân bằng vị đắng thông thường của trà Việc che bóng cho cây trong thời kỳ sinh trưởng giúp tăng cường quá trình tổng hợp và tích lũy các hợp chất có hoạt tính sinh học, bao gồm theanine, caffeine, chlorophyll và các loại catechin khác nhau [30]

 Thành phần hóa học của matcha

Matcha mang lại lợi ích cho sức khỏe do tron thành phần của nó có chứa các chất chống oxy hóa tự nhiên, chẳng hạn như polyphenol: một loạt các hợp chất chiếm tới 30% trọng lượng khô của trà xanh [31] Polyphenol được cho là chất chống oxy hóa đặc biệt mạnh mẽ, có tác dụng tương đương với tác dụng của vitamin, chẳng hạn như vitamin C và E, caroten và tocopherol

Các nghiên cứu xác nhận khả năng chống oxy hóa cao trong đồ uống trà bắt nguồn từ hàm lượng đáng kể của catechin, một loại hợp chất phenolic có tác dụng có lợi đối với sức khỏe con người

Trà xanh chứa bốn catechin chính, tức là, (-)-epicatechin (EC), (-)-epicatechin- 3-gallate (ECG), (-)-epigallocatechin (EGC) và (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG), trong đó loại thứ hai là hoạt động tích cực và phong phú nhất [30] Hàm lượng polyphenolic cao có khả năng loại bỏ các gốc tự do lớn hơn vitamin C Các hợp chất phenolic xuất hiện tự nhiên trong lá của Camellia sinensis Do đó, matcha có thể được mô tả như một nguồn catechin chính trong chế độ ăn uống hàng ngày của con người [31] Catechin có nguồn gốc từ trà thể hiện hoạt tính chống oxy hóa vượt trội nhờ khả năng trung hòa các gốc tự do và tăng cường hoạt động giải độc của các enzyme, bao gồm glutathione peroxidase, catalase và glutathione reductase Grzesik và cộng sự [30] đã báo cáo rằng catechin có khả năng chống oxy hóa cao hơn glutathione, vitamin C và flavonoid, điều này chứng tỏ vai trò chính của chúng trong việc duy trì cân bằng nội môi oxy hóa khử tế bào Theo nghiên cứu của Kolácková và cộng sự [31], tổng hàm lượng polyphenolic được tìm thấy trong trà

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 25 matcha nằm trong khoảng 169–273 mg GAE/g Tuy nhiên, Nishitani và Sagesaka

[28] đã quan sát thấy hàm lượng polyphenol trong matcha thấp hơn so với các loại trà xanh khác Sau đó, người ta cho rằng kết quả như vậy có thể là do cây chè bị che bóng, điều này ức chế quá trình tổng hợp polyphenol Tuy nhiên, hàm lượng catechin trong trà xanh cao hơn nhiều so với trà đen, lên tới 5,46 – 7,44 mg/g, so với 0–3,47 mg/g trong trà đen [29]

Caffeine là một thành phần thiết yếu của đồ uống trà và chịu trách nhiệm về hương vị đặc biệt và hấp dẫn của chúng Đồng thời, nó là một chất chống oxy hóa mạnh làm tăng khả năng chống oxy hóa của nước giải khát [39] Mức độ của nó có thể liên quan đến thời điểm thu hoạch và tuổi của lá - lá càng già thì hàm lượng caffein càng thấp Hàm lượng caffein còn phụ thuộc vào giống chè, điều kiện thời tiết trong quá trình sinh trưởng cũng như phương pháp ủ [39]

Tác dụng của caffein bắt nguồn từ khả năng chống oxy hóa của nó, trung hòa các loại oxy phản ứng và tăng cường hoạt động của enzyme chống oxy hóa và tổng mức glutathione Ở liều lượng thông thường, caffein có thể làm giảm căng thẳng oxy hóa dai dẳng, làm giảm tỷ lệ mắc các bệnh do gốc tự do gây ra [30] Ngoài ra, caffein có thể ức chế sự tiết ra các cytokine tiền viêm, cho thấy tác dụng chống viêm [31] Matcha có hàm lượng caffein tương đối cao so với các loại trà xanh khác, mang lại mùi thơm và hương vị độc đáo [29]

Hàm lượng caffein trong trà xanh được tìm thấy nằm trong khoảng 11,3 – 24,67 mg/g [32], trong khi ở matcha, hàm lượng này nằm trong khoảng từ 18,9 đến 44,4 mg/g [39] Để dễ so sánh, hầu hết các hạt cà phê sẽ chứa 10,0 – 12,0 mg caffein/g hạt [39]

Axit phenolic là các chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật, được đặc trưng bởi khả năng chống oxy hóa và chống viêm cao, bên cạnh tác dụng bảo vệ thần kinh và hạ đường huyết [30] Chúng cũng đã được báo cáo là có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và ngăn ngừa sự di căn [31] Một số axit phenolic, thông qua điều chỉnh chuyển hóa lipid và carbohydrate, có thể hỗ trợ điều chỉnh các rối

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 26 loạn chuyển hóa [35] Một trong những hợp chất phổ biến nhất từ nhóm này được tìm thấy trong thực phẩm là axit chlorogenic [39] Phân tích chi tiết cho thấy các mức axit phenolic tối đa sau đây trong các mẫu trà matcha, khác nhau về các tiêu chớ, bao gồm nguồn gốc: axit gallic - 423 àg/g, axit p-hydroxybenzoic - 243 àg/g, axit chlorogenic - 4800 àg/g, axit caffeic - 223 àg/g, axit ferulic - 289 àg/g và axit ellagic - 371 àg/g [39]

Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa sữa chua

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa sữa chua có thể kể đến như là thời gian làm lạnh đông sữa chua, nhiệt độ cấp đông sữa chua, kích cỡ mẫu sấy, thành phần trong vật liệu sấy… nhưng điều quan trọng nhất trong quá trình này phải kể đến đó là nhiệt độ môi trường sấy, thời gian sấy và áp suất sấy Các yếu tố này cần được xác định rõ ràng nhằm tạo ra một sản phẩm sấy thăng hoa đạt chất lượng [74]

2.3.1 Nhiệt độ cấp đông mẫu sữa chua

Các tinh thể lớn hơn dễ đông khô hơn Để tạo ra các tinh thể lớn hơn, sản phẩm nên được đông lạnh từ từ hay tăng giảm nhiệt độ theo chu kỳ Tuy nhiên, trong một số thực phẩm, thành tế bào có thể bị rách do các tinh thể băng lớn (được phát hiện bởi Clarence Birdseye) Nhiệt độ đóng băng thông thường nằm trong khoảng -50°C đến -80°C Giai đoạn cấp đông có vai trò quan trọng nhất trong quá trình sấy thăng hoa, vì có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nếu làm không tốt [9]

2.3.2 Áp suất môi trường sấy

Trong buồng máy sấy thăng hoa áp suất phải đủ thấp để nước tự do trong sản phẩm đông lại Tuy nhiên giảm áp suất quá thấp sẽ không làm tăng tốc độ thăng hoa ngược lại tốc độ thăng hoa sẽ giảm Các nghiên cứu cho rằng áp suất môi trường sấy thấp hơn có thể dẫn đến việc tạo ra sản phẩm sấy khô có kết cấu chống đứt gãy tốt hơn [14] Ngược lại, sự gia tăng áp suất sẽ gây ra sự gia tăng nhiệt độ đông khô, dẫn đến sự sụp đổ của các mẫu Thông thường, áp suất trong buồng máy sấy đông lạnh phải dưới 610 Pa (điểm ba trạng thái của nước) [9]

Việc giảm áp suất buồng sẽ làm tăng tốc độ thăng hoa bằng cách giảm nồng độ khí/hơi phía trên mẫu để tạo ra lực cản tối thiểu đối với các phân tử nước di chuyển khỏi mẫu Giảm áp suất hệ thống quá thấp sẽ không làm tăng tốc độ thăng hoa, và thực sự, trái với mong đợi, ở áp suất hệ thống rất thấp, tốc độ thăng hoa sẽ giảm Nghịch lý rõ ràng này có thể được giải thích bằng cách giả định rằng hai yếu tố riêng biệt ảnh hưởng đến hiệu suất thăng hoa [9]:

1 Giảm áp suất hệ thống đủ để “làm loãng” không khí trong buồng và tạo điều kiện cho hơi di chuyển khỏi mẫu

2 Một hệ thống áp suất chứa đủ các phân tử khí hoặc hơi trong buồng để dẫn nhiệt năng từ ngoài vào mẫu Về cơ bản, trong điều kiện chân không cao, hiệu ứng bình giữ nhiệt được tạo ra trong buồng, ngăn cản sự truyền nhiệt từ bên ngoài Trong điều kiện áp suất cao (độ chân không yếu), sự truyền nhiệt từ bên ngoài sang mẫu là dẫn khí/hơi, trái ngược với điều kiện chân không cao, nơi truyền nhiệt bằng cách dẫn nhiệt bị giảm và nhiệt của sản phẩm chủ yếu là do bức xạ, đây là một cơ chế tương đối kém hiệu quả

2.3.3 Nhiệt độ môi trường sấy

Tốc độ thăng hoa thường cao hơn ở nhiệt độ cao hơn, nhưng vật liệu được sấy khô ở nhiệt độ quá cao có thể bị xẹp và mất cấu trúc lỗ rỗng do quá trình đông lạnh tạo ra Để kiểm soát độ ổn định của sản phẩm, đặc biệt là trong giai đoạn sấy thứ cấp, nhiệt độ của sản phẩm nên được giới hạn trong khoảng từ 10 đến 35°C đối với

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 40 các vật liệu nhạy cảm với nhiệt và đối với các vật liệu ít nhạy cảm với nhiệt hơn, nhiệt độ có thể cao hơn 50°C Nhiệt độ đông khô cao hơn ở giai đoạn thứ cấp đẩy nhanh quá trình sấy khô vì cần nhiều năng lượng hơn để loại bỏ nước còn lại trong vật liệu [75, 76] Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể gây ra sự tan chảy của băng trong bước sấy khô thăng hoa, dẫn đến thay đổi cấu trúc như co ngót, chảy của kết cấu sản phẩm [77, 78]

2.3.4 Thời gian sấy Độ ẩm, chất lượng của sản phẩm sấy thăng hoa và chi phí năng lượng có thể được quyết định bởi thời gian sấy thăng hoa Theo nghiên cứu gần đây, chi phí năng lượng sẽ tăng nếu thời gian sấy thăng hoa kéo dài, làm ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế Tuy nhiên, độ ẩm sản phẩm sau khi sấy không đạt yêu cầu nếu thời gian sấy thăng hoa ngắn, do đó không bảo quản được lâu và chất lượng sản phẩm sẽ giảm, sản phẩm tạo ra có thể không đạt độ giòn xốp cần có Nếu rút thời gian sấy chân không kéo dài, thời gian sấy thăng hoa rút ngắn, thì chất lượng sản phẩm cũng không đạt yêu cầu Nguyên nhân là do cơ chế tách ẩm là từ pha rắn sang pha hơi ở nhiệt độ thấp (dưới Tkt) ở giai đoạn sấy thăng hoa thì khác với giai đoạn sấy chân không có cơ chế tách ẩm ở từ pha lỏng sang pha hơi ở nhiệt độ cao (trên Tkt), do đó ảnh hưởng đến khả năng hoàn nguyên, làm giảm chất lượng và tăng chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa [9].

Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sữa chua sấy thăng hoa

2.4.1 Nghiên cứu về sữa chua sấy thăng hoa trong nước

Hình 2.16 Hệ thống sấy thăng hoa DS-12

Tại Việt Nam các nghiên cứu về sấy thăng hoa đã được nghiên cứu và tiến hành thực hiện từ những năm đầu thế kỷ XXI mà tiên phong trong lĩnh vực sấy thăng hoa là nhóm nghiên cứu của thầy PGS TS Nguyễn Tấn Dũng – Trưởng Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố

Hồ Chí Minh Một số nghiên cứu nổi bật có thể liệt kê như “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa năng suất nhỏ có giai đoạn cấp đông ngay trong buồng thăng hoa” vào năm 2008 Năm 2019 chương trình “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa tại Việt Nam” do nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Tấn Dũng thực hiện trong 20 năm (1999 – 2019) và đến bây giờ đã trên 20 năm Công trình đã chế tạo ra hàng loạt các phiên bản hệ thống thiết bị sấy thăng hoa DS-

1 đến DS-12, hệ thống thiết bị này dùng để tạo ra sản phẩm thực phẩm cao cấp, mang lại giá trị kinh tế cao cho nền nông nghiệp, phát triển nông nghiệp, phát triển công nghệ sau thu hoạch, chế biến thực phẩm, phát triển công nghệ sinh học, dược, mỹ phẩm… phát triển kinh tế đất nước Sau hơn 20 năm nghiên cứu và tiếp tục phát triển, hiện công nghệ sấy thăng hoa đang được chuyển giao cho nhiều doanh nghiệp, viện nghiên cứu trong cả nước và nhiều nước Đông Nam Á Chương trình này đã được Bộ Giáo và Đào Tạo, Hội đồng khoa học nhà nước đánh giá rất cao trong sự nghiệp góp phần phát triển giáo dục đào tạo, phát triển khoa học công nghệ, phát triển kinh tế đất nước và đã được chọn trao tặng Giải Thưởng Bảo Sơn

2019 Những nghiên cứu này có thể xem là bước tiên phong, tiền đề vững chắc cho các nghiên cứu về sấy thăng hoa tại Việt Nam

2.4.1 Nghiên cứu về sữa chua sấy thăng hoa ngoài nước

Hiện nay trên thế giới cũng có khá nhiều nghiên cứu về sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa, có thể kể đến như là nghiên cứu của Santos (2018) “Development and acceptance of freeze-dried yogurt “powder yogurt”” đã đưa ra kết quả rằng quá trình sấy thăng hoa có thể bảo toàn các đặc tính vi sinh, dinh dưỡng và cảm quan của sữa chua, đáp ứng các yêu cầu về vi sinh và lý hóa do MAPA thiết lập sau khi bù nước Ngoài ra, sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa có hương vị độc đáo và bảo quản dễ dàng hơn so với sữa chua truyền thống Thế nên mua người tiêu dùng sẵn

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 42 sàng trả giá cao hơn cho sản phẩm sấy thăng hoa Do đó, kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng sữa chua sấy thăng hoa có thể là một lựa chọn tiếp thị đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp sữa vì nó có khả năng chấp nhận tốt và đáp ứng các thông số theo yêu cầu của pháp luật [79]

Bên cạnh đó, nghiên cứu của Shana Kimi Farias Yamaguchi (2019)

“Evaluation of Adding Spirulina to Freeze-Dried Yogurts Before Fermentation and After Freeze-Drying” đã chỉ ra các sản phẩm sấy thăng hoa có lợi thế vận chuyển và bảo quản thực tế hơn các sản phẩm thông thường Nghiên cứu dinh dưỡng đã phát hiện ra rằng việc bổ sung vi chất vào các sản phẩm sữa sử dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên là một một trong những cách tốt nhất tạo ra sản phẩm đầy dinh dưỡng [17]

VẬT LIỆU, DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP

Nguyên vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Nguyên liệu sữa chua matcha

Trong nghiên cứu bao gồm các nguyên liệu như:

− Để thực hiện nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa chua matcha sấy thăng hoa, chúng tôi sử dụng sữa chua ăn Vinamilk có đường, được sản xuất theo công nghệ lên men tự nhiên, sử dụng công nghệ lên men hiện đại từ châu Âu với chủng men thuần khiết Bulgaricus Thành phần trong sữa chua ăn Vinamilk có đường được công ty cổ phần Sữa Việt Nam công bố bao gồm sữa (87,5%) (nước, sữa bột, whey bột, chất béo sữa, sữa tươi), đường (9,5%), dầu thực vật, gelatin thực phẩm, chất ổn định (1422, 471), men Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus, vitamin (D3, A) Có chứa sữa Giá trị dinh dưỡng trung bình trong 100g sữa chua Vinamilk có đường được liệt kê trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Giá trị dinh dưỡng trung bình trong 100g sữa chua Vinamilk có đường

Giá trị dinh dưỡng trung bình trong 100g sữa chua

Sữa chua ăn Vinamilk có đường được chúng tôi mua tại Siêu thị Bách hóa xanh trên đường Lê Văn Chí, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Trong đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy thăng hoa sản phẩm sữa chua matcha”, chúng tôi sử dụng sản phẩm sữa chua ăn Vinamilk có đường nhằm tạo ra các thành phẩm sữa chua matcha sấy thăng hoa có thành phần ổn định và đồng nhất

− Ngoài ra, nguyên liệu thứ hai mà chúng tôi sử dụng chính là bột matcha của công ty Dalat Farm được đặt trên website chính thức của Dalat Farm với thành phần 100% đọt trà xanh được thu hái thủ công từ vùng trà nổi tiếng Lâm Đồng

Hình 3.1 Sữa chua Vinamilk có đường

Hình 3.2 Bột matcha trà xanh Dalat Farm

3.1.1.1 Chuẩn bị sữa chua matcha

Sau khi tham khảo bài nghiên cứu của Shabboo Amirdivani (2014) [80] và Najgebauer-Lejko (2014) [81] Nên trong nghiên cứu này, chúng tôi sản xuất sữa chua matcha bằng cách trộn 1,0% bột matcha vào sữa chua Vinamilk có đường để tạo ra sản phẩm sữa chua matcha có độ đồng nhất trong các mẻ sấy thăng hoa

3.1.1.2 Xử lý lạnh đông nguyên liệu

Sữa chua matcha sau khi được chuẩn bị sẽ tiến hành rót vào khuôn silicon, khuôn này có độ sâu đáy tối đa là 14mm Tiếp đó, khuôn sữa chua sẽ được cho vào tủ đông sâu Arctiko nhiệt độ cài đặt là -45 0 C để tiến hành cấp đông

Sau một khoảng thời gian cấp đông trong tủ đông sâu Arctiko thì trong mẫu sữa chua các phân tử nước tự do hầu như bị đóng băng thành các tinh thể đá, khi này tiến hành tháo khuôn mẫu sữa chua và chuẩn bị tiến hành sấy thăng hoa

Hình 3.4 Sữa chua matcha sau khi lạnh đông

Trong đồ án, chúng tôi chỉ sử dụng hóa chất là môi trường Lactobacillus MRS Broth/Agar để thực hành đổ đĩa nhằm xác định xem trước và sau khi sấy thăng hoa thì tỉ lệ vi khuẩn lactic còn sống sót trong sữa chua matcha như thế nào.

Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu

Nghiên cứu của chúng tôi sử dụng các dụng cụ bao gồm:

- Hai dạng cân phân tích đó là 4 số và 2 số (Thương hiệu Precisa, Thụy Sỹ) được dùng cho nhiều thao tác cân đo nguyên liệu cân đo mẫu, …

Hình 3.5 Môi trường Lactobacillus MRS Broth/Agar

Hình 3.6 Cân phân tích 4 số Hình 3.7 Cân phân tích 2 số

- Đĩa petri, bình hút ẩm dùng cho việc tiến hành đo độ ẩm của nguyên liệu và thành phẩm

- Khuôn silicon nhằm định hình sữa chua khi tiến hành lạnh đông nguyên liệu sữa chua

- Khay inox 20 x 30 cm để đựng mẫu sữa chua sau khi lạnh đông và tiến hành cho vào máy sấy thăng hoa

- Các ống nghiệm có nắp để pha loãng sữa chua nhằm đổ đĩa đo số lượng vi khuẩn latic

Tủ lạnh âm sâu (-60 0 C) dạng ngang Arctiko với dung tích 368 lít (Model LTF

425), sản xuất tại Đan Mạch, được đặt tại phòng B108, được sử dụng để làm lạnh đông mẫu sữa chua

3.2.2.2 Thiết bị sấy thăng hoa DS-12

Năm 2022, hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 được thiết kế - chế tạo và đưa vào vận hành, thiết bị được đặt tại phòng thí nghiệm B108, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Đây là hệ thống được tính toán, thiết kế, chế tạo bởi nhóm nghiên cứu của trường Đại học Sư phạm kỹ Thuật Tp HCM bao gồm thầy PGS.TS Nguyễn Tấn Dũng, ThS Lê Thanh Phong và KS Lê Văn Hoàng, ThS Lê Tấn Cương Thiết bị này nổi bật bởi những điều sau:

Hình 3.11 Ống nghiệm thủy tinh

+ Có thể điều khiển nhiệt độ môi trường sấy từ khoảng -45 0 C đến 80 0 C

+ Bơm chân không vòng dầu được sử dụng với công suất 1,5 kW Thậm chí, có thể hạ áp suất buồng sấy xuống 0,0001 mmHg

+ Có thể cài đặt môi trường lạnh đông với mức nhiệt độ đạt đến -45 0 C

+ Môi trường hóa đá có thể đạt đến mức nhiệt độ -45 0 C

+ Tùy mỗi loại vật liệu sấy mà thời gian sấy sẽ khác nhau, tuy nhiên có thể sấy kéo dài từ 24h đến 72h mà bơm chân không vẫn hoạt động tốt

+ Chi phí năng lượng 10-25% so với các dòng máy DS- trước cho 1 kg sản phẩm

+ Máy nén lạnh một cấp, công suất 1 HP

+ Hệ thống thiết kế buồng sấy có kích thước khá lớn 450 x 420 x 525 mm trong đó với 5 tấm truyền nhiệt, điện trở bên trong sẽ tiến hành gia nhiệt

+ Lưu lượng môi chất tuần hoàn qua thiết bị bay hơi là 0,01 kg/s

+ Các thiết bị đo lường tự động và hệ thống điều khiển cảm biến được gắn vào hệ thống sấy

+ Thiết bị bay hơi với tổng diện tích truyền nhiệt là 0,28 m 2

Hình 3.13 Hệ thống sấy thăng hoa DS – 12

 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thăng hoa DS-12–

Máy nén cấp 2; (2) Bình tách dầu; (3) Thiết bị ngưng tụ; (4) Bình chứa cao áp; (5) Phin lọc; (6) Mắt gas; (7) Van điện từ; (8) Van tiết lưu 1; (9) Bình tách lỏng; (10) Máy nén cấp 1; (12) Thiết bị hóa đá; (13) Bơm hút chân không; (14) Buồng thăng hoa; (15) Tấm gia nhiệt và đặt vật liệu sấy; (16) Đường xả nước ngưng; (Pk) Áp kế cao áp; (P0) Áp kế thấp áp; (PTG) Áp kế trung gian; (Pck) Áp kế chân không

Trên sơ đồ nguyên lý này chúng ta có thể thấy, khi hệ thống lạnh làm việc, môi chất lạnh từ bình chứa cao áp (4) đi qua ống xoắn trong bình trung gian (11) để làm quá lạnh, sau đó ra khỏi bình trung gian chia làm hai nhánh: nhánh thứ nhất đi về buồng lạnh đông (hay buồng thăng hoa); nhánh thứ hai đi về thiết bị ngưng tụ – đóng băng (hay thiết bị hóa đá (tuyết)) Thiết bị ngưng tụ – đóng băng và buồng lạnh đông làm việc không đồng thời cùng một lúc Khi lạnh đông sản phẩm trong buồng thăng hoa ở giai đoạn 1 thì van điện từ số (7) trên nhánh thứ hai đóng, không cấp môi chất lạnh cho thiết bị ngưng tụ – đóng băng làm việc, còn van điện từ số (7) trên nhánh thứ nhất mở, cấp môi chất lạnh cho buồng lạnh đông để lạnh đông sản phẩm Kết thúc giai đoạn 1 lạnh đông, nhiệt độ sản phẩm đạt tới nhiệt độ lạnh đông thích hợp, nước trong sản phẩm đóng băng hoàn toàn, khi đó van điện từ số (7) trên nhánh thứ nhất đóng, còn trên nhánh thứ hai mở, ngưng cấp môi chất lạnh cho

Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy thăng hoa DS-12

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 51 buồng lạnh đông, bắt đầu cấp môi chất lạnh cho thiết bị ngưng tụ – đóng băng làm việc, bơm chân không làm việc, thực hiện giai đoạn 2 sấy thăng hoa sản phẩm Quá trình này diễn ra cho đến khi độ ẩm sản phẩm đạt tới độ ẩm yêu cầu [10]

 Các bước vận hành hệ thống sấy thăng hoa DS-12

Quá trình sấy thăng hoa sản xuất sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa bổ sung bột matcha được tiến hành trên máy sấy thăng hoa DS-12 Quy trình vận hành, cài đặt thông số công nghệ trên máy sấy thăng hoa DS-12 được tiến hành theo các bước như sau:

- Bước 1: Bật cầu dao tổng để cung cấp nguồn điện cho thiết bị

- Bước 2: Ấn nút [Start] để khởi động thiết bị, chờ màn hình khởi động

- Bước 3: Nhấp vào biểu tượng của hệ thống sấy thăng hoa được cài đặt trên màn hình và bấm vào mục “Chương trình điều khiển hệ thống sấy”

- Bước 4: Nhấn nút “Xả nước” để lượng nước ngưng tụ từ quá trình sấy trước chảy ra khỏi thiết bị hoàn toàn trong vòng 2h

- Bước 5: Tắt chế độ “Xả nước” sau khi hoàn thành, sau đó chọn chế độ “Sấy không có làm lạnh đông”, sau đó tiến hành nhập các thông số đã tính toán cho quá trình sấy bao gồm: nhiệt độ môi trường sấy ( 0 C), áp suất môi trường sấy (mmHg), thời gian sấy (giờ) Nhấn “ Cài đặt” để lưu thông số

Hình 3.15 Màn hình làm việc của DS-12

- Bước 6: Khởi động chương trình sấy: Kiểm tra thông số công nghệ đã cài đặt trước đó và nhấn nút “Start/On” để bắt đầu quá trình sấy

+ Hệ thống cấp nhiệt và bơm chân không sẽ bắt đầu hoạt động sau khoảng 0,08 giờ, lúc này quá trình sấy thăng hoa chính thức bắt đầu

+ Trong quá trình vận hành, bảng màn hình trên thiết bị phải hiển thị tất cả các thông số nhiệt độ môi trường sấy, nhiệt độ sản phẩm, nhiệt độ hóa đá, áp suất môi trường sấy và thời gian sấy Trường hợp không hiển thị thì nhấn “Stop/OFF” dừng hệ thống sấy ngay lập tức để khắc phục sự cố

+ Sau kết thúc quá trình sấy theo thời gian cài đặt trước đó, hệ thống sẽ ngừng hoạt động

- Bước 7: Nhấn “Stop/OFF” để chương trình ngừng hoạt động

- Bước 8: Nhấn nút “ Xả CK/đá”: đế áp suất trong buồng sấy trở về áp suất khí quyển Khi áp suất hiển thị bằng 760 mmHg mới lấy sản phẩm ra khỏi buồng sấy

- Bước 9: Vệ sinh và đóng chặt buồng sấy để hoàn thiện qúa trình sấy

3.2.2.3 Một số thiết bị khác

Những thiết bị trong nghiên cứu này bao gồm:

- Tủ sấy đối lưu cưỡng bức Memmert 53l UF55 (Đức): dùng để tiến hành các phép đo phân tích độ ẩm của nguyên liệu và sản phẩm Đồng thời để sấy các dụng cụ chuẩn bị cho quá trình đổ đĩa nhằm đo tổng số vi khuẩn Lactic còn sống sót trong mẫu sữa chua nguyên liệu và mẫu sữa chua đã sấy thăng hoa

Hình 3.16 Tủ sấy đối lưu cưỡng bức

- Bể điều nhiệt Stirring Water Bath SWB – 20L – 3 (Cleaver Scientific Ltd, Anh) sẽ giúp môi trường nuôi cấy vi sinh vật trong phép đo tổng số vi khuẩn Lactic còn sống sót được ổn định, tránh tình trạng bị đông

- Tủ cấy vô trùng Streamline® Class II BSC – E2 (Esco Micro Pte Ltd., Singapore) là không gian vô trùng để tiến hành xác định tổng số vi khuẩn Lactic còn sống sót trong mẫu sữa chua nguyên liệu ban đầu và mẫu sữa chua đã sấy thăng hoa

- Cân sấy ẩm hồng ngoại Moisture Analyzer XM 50 (Precisa, Thụy Sỹ) được đặt tại Xưởng công nghệ thực phẩm 3, dùng để xác định nhanh chóng giá trị độ ẩm các mẫu sữa chua sấy thăng hoa

Hình 3.18 Tủ cấy vô trùng

- Máy phân tích cấu trúc thực phẩm CT3 Texture Analyzer (AMETEK Brookfield, Mỹ), đặt tại phòng B212, được sử dụng để phân tích độ cứng của các sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa

- Các thiết bị dùng để xác định mức tiêu thụ năng lượng.

Sơ đồ nghiên cứu và phương pháp tiếp cận

Hình 3.19 Cân sấy ẩm hồng ngoại

Hình 3.20 Máy phân tích cấu trúc CT3

Hình 3.21 Sơ đồ nghiên cứu quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua

Chúng tôi tiến hành xác định các hàm mục tiêu trong sản phẩm sữa chua matcha sấy thăng hoa nhờ vào các cảm biến được gắn trên hệ thống DS-12 nhằm đo các thông số công nghệ như: nhiệt độ môi trường sấy, áp suất môi trường sấy và thời gian sấy

3.3.2 Phương pháp phân tích và tiếp cận hệ thống Đây là cách giúp tìm ra mô hình công nghệ phù hợp để kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm Do đó nó đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm Đó là phương pháp luận dựa trên cơ sở xem xét một cách có hệ thống các đối tượng công nghệ để khảo sát sự tác động lên đối tượng nghiên cứu với góc nhìn bao quát, nhằm giải quyết các vấn đề đặt ra một cách có hệ thống và thỏa đáng

Trong đồ án này, quan sát hình 3.21, ta coi đối tượng công nghệ “Sấy sữa chua thăng hoa” là một hệ thống và tiến hành theo các bước đã vạch ra để giải quyết vấn đề theo một sơ đồ logic chặt chẽ, đối tượng kỹ thuật rất phức tạp khi bao gồm Thiết bị sấy, các hệ thống và quá trình truyền nhiệt để tách ẩm trong các quy trình Do đó, có những tác động đến độ ẩm của sản phẩm, chi phí năng lượng, tính dễ vỡ của sản phẩm và khả năng giữ lại các vi khuẩn có lợi.

Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp xác định các thông số công nghệ

Sản phẩm của quá trình đông khô bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố công nghệ (như đã thảo luận trong Phần 1.3 của đồ án Tuy nhiên, có một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến sản phẩm của quá trình sấy thăng hóa có thể kể đến như: nhiệt độ môi trường sấy, áp suất trong buồng sấy, thời gian sấy

- Nhiệt độ môi trường sấy: Máy DS-12 có đầu dò cảm biến nhiệt đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường sấy theo ( 0 C) trên màn hình điều khiển của nó Nhiệt độ xung quanh đóng một vai trò quan trọng trong điểm ba của vật liệu sấy khô, sau đó tác động đến cấu trúc của sản phẩm trong suốt quá trình sấy khô và hơn thế nữa

- Áp suất môi trường sấy: Hệ thống sấy thăng hoa DS-12 có trang bị đầu dò cảm biến áp suất và hiển thị trực tiếp áp suất trong buồng sấy trên màn hình điều

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 57 khiển của nó, được đo bằng milimét thủy ngân (mmHg) Áp suất này, tương tự như nhiệt độ của môi trường sấy, có tác động đến quá trình thăng hoa của các tinh thể băng bên trong vật liệu Do đó, nó có thể đẩy nhanh hoặc kéo dài thời gian sấy

- Thời gian sấy: Thời gian để sấy vật liệu khô cũng được hiển thị trên màn hình điều khiển nhờ vào các cảm biến gắn trong máy sấy thăng hoa và đơn vị đo thời gian tính bằng giờ (h) Lượng ẩm tồn dư trong nguyên liệu nhiều hay ít phụ thuộc rất nhiều vào thời gian sấy

3.4.2 Phương pháp xác định các hàm mục tiêu cho sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa

3.4.2.1 Phương pháp xác định chi phí năng lượng

Tác động của các thông số công nghệ khi sấy thăng hoa sản phẩm sữa chua đến chi phí năng lượng được mô tả thông qua hàm chi phí năng lượng Sau đây là công thức tính chi phí năng lượng [83]:

Trong đó: y1: Chi phí năng lượng dùng để xác định cho 1kg sản phẩm (kWh/kg)

G: Khối lượng sản phẩm sau khi sấy thăng hoa (kg)

P: Số chỉ trên Watt kế (kW)

I: chỉ số Ampe kế (A) cos𝜑: hệ số công suất

3.4.2.2 Phương pháp xác định độ ẩm Độ ẩm có ảnh hưởng đến thời gian bảo quản sản phẩm và cả chất lượng của sản phẩm do hàm lượng nước giảm đi rất nhiều sẽ ức chế hoạt động của các vi sinh

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 58 vật và các enzym thường làm hư hỏng thực phẩm Vì thế, trong công nghệ sản xuất sản phẩm sấy thăng hoa nói chung, công nghệ sản xuất sữa chua sấy thăng hoa nói riêng thì việc xác định độ ẩm là vô cùng quan trong, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm và thời hạn sử dụng

Xác định độ ẩm dựa trên độ giảm khối lượng của mẫu sau khi được làm nóng trong tủ sấy trong một khoảng thời gian đủ dài Chúng tôi sử dụng tủ sấy đối lưu ở nhiệt độ 105 0 C để tách ẩm khỏi mẫu ở dạng sữa chua sấy khô đã nghiền mịn [87]

❖ Dụng cụ và hóa chất

− Bộ chày và cối sứ

Sấy khô đã petri cùng nắp trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 0 C trong 30 phút Để nguội đĩa trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân chính xác khối lượng của cả đĩa và nắp Đặt khoảng 3 gam mẫu bột sữa chua matcha sấy thăng hoa lên đĩa và cân chính xác cùng với nắp Đặt đĩa cùng mẫu vào tủ sấy vào tủ sấy ở nhiệt độ 105 0 C trong 3h Không đậy nắp mà chỉ để bên cạnh hoặc kê hờ lên đĩa để không ngăn cản nước bốc hơi

Lấy đĩa ra khỏi tủ sấy, đậy nắp và để nguội trong bình hút ẩm, sau đó lấy ra cân

Cứ lặp lại các bước sấy mẫu, làm nguội trong bình hút ẩm, rồi tiến hành lấy mẫy ra cân cho đến khi có được kết quả khối lượng không đổi (độ chênh lệch nhỏ hơn 0,5% giữa lần trước và lần đo sau thì ngừng quá trình)

Công thức độ ẩm của sản phẩm được trình bày như sau:

Trong đó: m1: Khối lượng của sữa chua trước khi sấy và khối lượng đĩa (g) m2: Khối lượng của sữa chua sau khi sấy và khối lượng đĩa (g) m: Khối lượng của đĩa (g) y2: Độ ẩm của sữa chua sau khi sấy thăng hoa (%)

3.4.2.3 Phương pháp xác định tỉ lệ sống sót của vi sinh vật sau quá trình sấy thăng hoa, tính theo chủng Lactobacillus bulgaricus

Tỷ lệ sống sót của vi sinh vật là một yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng của sản phẩm sữa chua sau khi sấy Đặc biệt, nó sẽ giúp nhận biết được sau quá trình sấy thăng hoa thì số lượng vi khuẩn Lactic sống sót ra sao để từ đó biết được quá trình sấy thăng hoa có giúp bảo tồn nguồn vi sinh vật có lợi hay không Trong quá trình lạnh đông và sấy thăng hoa trong thời gian dài, thì lượng vi sinh vật so với nguyên liệu ban đầu cũng sẽ giảm đi một phần Nhưng phương pháp sấy thăng hoa vẫn giữ lại được hàm lượng vi sinh vật ở mức tối đa cho sản phẩm so với các phương pháp sấy khác sấy Do đó, việc nghiên cứu và xác định chế độ sấy phù hợp cũng sẽ quyết định đến hàm lượng vi sinh vật sống sót của sản phẩm sữa chua sau khi sấy nhằm thu được sản phẩm sữa chua sấy thăng hoa vừa đạt chất lượng cao vừa có số lợi khuẩn tối đa nhất có thể

Trong sữa chua chứa hệ vi khuẩn cộng sinh với tỉ lệ 3:1 của Streptococcus salivarus ssp thermophilus và Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus Đôi khi còn có xuất hiện của Lactobacillus acidophilus và Bifidobacterium spp [84] Vì thế việc tiến hành xác định tỷ lệ vi khuẩn Lactic sống sót để đại diện cho khả năng bảo tồn vi sinh vật có lợi trong sữa chua sau quá trình sấy thăng hoa

❖ Dụng cụ và hóa chất

- Môi trường nuôi cấy là môi trường MRS (de Man, Rogosa và Sharpe)

- Nồi hấp tiệt trùng autoclave

- Các thiết bị phòng thí nghiệm khác: ống nghiệm, erlen,

Mẫu sữa chua nguyên liệu được tiến hành kiểm tra xác định tổng số lượng vi khuẩn Lactic để xác định khoảng giá trị dự đoán cho sản phẩm sữa chua sau sấy thăng hoa bằng cách thực hiện nuôi cấy liên tiếp với các độ pha loãng từ 10 -3 đến

10 -9 Bằng phương pháp được mô tả trong Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7906:2008 (ISO 15214:1998) Sữa chua – Định lượng các vi sinh vật đặc trưng – Kỹ thuật đếm khuẩn lạc ở 37 0 C [85]

Tiêu đề	Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy thăng hoa sản phẩm sữa chua matcha
Tác giả	Nguyễn Thụy Quế Ngân
Người hướng dẫn	PGS. TS. Nguyễn Tấn Dũng
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Thực phẩm
Thể loại	Khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	156
Dung lượng	9,59 MB