Báo cáo môn công nghệ chế biến thực phẩm Đề tài non dairy creamer

Non- Dairy Creamer không chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như là sữa động vật, nhưng sản phẩm này lại có nhiều công dụng đặc biệt riêng, được sử dụng làm bột nền để sản xuất các sản phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC

PHẨM

ĐỀ TÀI NON-DAIRY CREAMER

GVHD: GS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN NHÓM SVTH: NHÓM 7

LÊ TRÚC LINH- 61302073

LÊ THỊ NGÂN- 61302484 NGUYỄN THỊ NGỌC GIANG- 61300965

TP HỒ CHÍ MINH, 03/2016

MỤC LỤC

Contents

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN, PHỤ LIỆU 7

1.1 Maltodextrin 7

1.2 Dầu cọ 10

1.3 Nước 12

1.4 Natri caseinate 14

1.5 Chất màu 15

1.6 Muối ăn 16

1.7 Chất nhũ hóa 17

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 19

2.1 Quy trình 1: 19

2.1.2.1 Phối trộn 21

2.1.2.3 Thanh trùng 23

2.1.2.4 Đồng hóa 25

2.1.2.5 Sấy phun 27

2.1.2.6 Sấy tầng sôi: 32

2.1.2.7 Rây 33

2.1.2.8 Bao gói: 34

2.2 Quy trình 2 35

2.2.2.1 Hâm nóng: 37

2.2.2.2 Bồn chứa: 37

2.2.2.3 Sấy trục lăn: 37

2.2.2.4 Nghiền 38

CHƯƠNG III: SẢN PHẨM 42

3.1 Mô tả sản phẩm 42

3.2 Các chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm 42

3.2.1 Chỉ tiêu cảm quan 42

3.2.2 Chỉ tiêu vi sinh vật 43

3.2.3 Chỉ tiêu hóa lý 43

3.2.4 Độc tố và hóa chất không mong muốn 44

CHƯƠNG IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Maltodextrin 9

Hình 1.2 Cọ và dầu cọ 10

Hình 1.3 Chất nhũ hóa distilled monoglyceride 17

Hình 2 1 Thiết bị phối trộn có cánh khuấy 21

Hình 2 2 Thiết bị lọc 23

Hình 2.3 Thiết bị thanh trùng 24

Hình 2.4 Thiết bị đồng hóa 26

Hình 2.5 Thiết bị sấy phun 30

Hình 2.6 Thiết bị sấy tầng sôi 32

Hình 2.7 Thiết bị rây 33

Hình 2.8 Bồn chứa 37

Hình 2.9 Thiết bị sấy trục lăn 38

Hình 2.10 Thiết bị nghiền 39

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Thành phần acid béo của dầu cọ ở Malaysia 10

Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật với dầu cọ 12

Bảng 1.3 Một vài giới hạn các chỉ tiêu chất lượng 13

Bảng 2 1 So sánh hai quy trình 42

Bảng 3 1 Chỉ tiêu cảm quan 44

Bảng 3 2 Chỉ tiêu vi sinh vật 45

Bảng 3 3 Chỉ tiêu hóa lý 45

Bảng 3 4 Độc tố và hóa chất không mong muốn 46

MỞ ĐẦU

Sữa là một thực phẩm dinh dưỡng vô cùng tốt cho sức khỏe của chúng ta Trước đây con người vẫn phải uống các loại sữa từ động vật như bò, dê và cừu Nhưng ngày nay, chúng ta đã có một số lựa chọn thay thế tốt không kém sữa động vật.Mỗi loại sữa thay thế lại có thành phần phong phú khác nhau, từ hương vị đến màu sắc

Non- Dairy Creamer là một loại sữa thực vật, còn có tên gọi là khác là "bột kem không sữa"  hay  "kem béo thực vật". Non- Dairy Creamer không chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như là sữa động vật, nhưng sản phẩm này lại có nhiều công dụng đặc biệt riêng, được sử dụng làm bột nền để sản xuất các sản phẩm khác như: cà phê hoà tan, trà sữa, bột ngũ cốc, sản phẩm bánh kẹo và các sản phẩm thực phẩm khác

Bột kem không sữa là sản phẩm mới, sản xuất và áp dụng công nghệ sấy phun và sấytầng sôi để làm ra sản phẩm có khả năng hòa tan nước tốt, giảm giá thành, tăng tínhcạnh tranh, đa dạng hóa sàn phẩm, kéo dài thời gian bảo quản

Để hiểu hơn về sản phẩm này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về quy trình công nghệ để sảnxuất ra nó

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN, PHỤ LIỆU

Nguyên liệu để sản xuất bột kem không sữa là đường được thủy phân từ tinh bộtkhoai mì, dầu cọ chiết xuất từ nhân cọ và vỏ trái cọ, chất nhũ hóa, chất chống đông vón

và một số chất phụ gia khác

Ngoài ra, sử dụng màu được chiết xuất từ trái cọ như màu β-caroten Để sản phẩm

có chất lượng tốt và ổn định, phải đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý, cảm quan, visinh

Maltodextrin - (C6H10O5)n.H2O

Theo định nghĩa của Cơ quan Thực phẩm và Thuốc của Hoa Kỳ (FDA) thì

maltodextrin là các loại polysaccharide không ngọt, có công thức (C6H10O5)n.H2O, là sản phẩm thủy phân tinh bột không hoàn toàn (bằng enzym hoặc acid), có đương lượngdextrose (DE) từ 4 đến 20

- Maltodextrin là một polysaccharide được sử dụng như một phụ gia thực phẩm Nó được sản xuất từ tinh bột bị thủy phân một phần và thường tồn tại dạng bột trắng dễ hútẩm

- Maltodextrin có thể dễ dàng tiêu hóa, được hấp thu nhanh chóng như glucose , vị ngọtvừa hoặc gần như không thơm Nó thường được sử dụng để sản xuất nước ngọt và kẹo

…

- Maltodextrin gồm các đơn vị kết nối D-glucose trong chuỗi có chiều dài biến Đơn vị glucose được chủ yếu liên kết với α-1,4-glycoside Maltodextrin cấu tạo gồm một hỗn hợp của các chuỗi khác nhau 3-17 đơn vị glucose có nguồn gốc từ bột bắp, sắn, khoai, lúa mì, v.v

Đặc tính của maltodextrin phụ thuộc vào chỉ số DE nhận được Sản phẩm có thể ở dạng bột màu trắng hoặc dạng dung dịch đậm đặc Maltodextrin được thừa nhận là phụ gia cho thực phẩm và dược phẩm, an toàn cho người dùng trực tiếp Maltodextrin đượcứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm và dược phẩm

- Sản phẩm có DE từ 4-7 được sử dụng để tạo màng mỏng dễ tan và tự hủy được dùng

để bọc kẹo, bọc trái cây khi bảo quản, đưa vào kem, làm phụ gia cho các loại nước xốt,làm chất độn tạo viên trong công nghiệp sản xuất đồ uống, đặc biệt là đồ uống cho trẻ

em, đồ uống và thức ăn riêng cho vận động viên thể thao, làm kẹo gum mềm, làm chất trợ sấy, chất giữ hương, yếu tố tạo hình

- Sản phẩm có DE từ 9-12 được dùng trong công nghiệp sản xuất đồ uống, đặc biệt là

đồ uống cho trẻ em, đồ uống và thức ăn riêng cho vận động viên thể thao, làm kẹo gummềm, làm chất trợ sấy,

- Sản phẩm có DE từ 15-18 được sử dụng làm chất kết dính, chất tăng vị cho đồ uống, đưa vào thành phần bơ, sữa bột, cà phê hòa tan, làm mật vang các thành phần không phải đường

Chỉ tiêu của maltodextrin:

Sản phẩm dạng bột mịn, màu trắng, không mùi, tan hoàn toàn trong nước

- Chỉ số DE: 15,6-19,5

- Độ ẩm: <6%

- pH dung dịch: 4,5

- Khối lượng riêng: 0,59 g/ml

- Tổng tế bào nấm men: <50 tế bào/g

Ưu điểm khi sử dụng maltodextrin: dễ định hình thành hạt, không xảy ra hiện tượng chảy, dính, vón cục, gây khó khăn cho quá trình phun sương và tạo hạt Khả năng chịu nhiệt trong quá trình sấy cao, khó kết tinh

Hình 1 1 Maltodextrin

1.2 Dầu cọ

Hình 1.2Cọ và dầu cọ

Dầu cọ là một loại dầu thực vật được chiết xuất từ thịt (cùi) của quả cọ từ cây

cọ dầu, có nguồn gốc từ Guinea, Tây Phi nhưng ngày nay hai nước Malaysia vàIndonesia là hai quốc gia sản xuất dầu cọ hàng đầu thế giới Sản lượng sản xuấtdầu cọ hiện nay là: 6 tấn dầu cọ/30 tấn buồng cọ tươi/hectar/năm

Thành phần: Dầu cọ chứa khoảng 49 % chất béo no, 36 % chất béo chưa nođơn nhóm và 9 % chất béo chưa no đa nhóm, caroten và vitamin E

Bảng 1 1 Thành phần acid béo của dầu cọ ở Malaysia

Acidpalmitic(C16)(%)

Acidstearic(C18)(%)

Acidarachidic(C20)(%)

Acidoleic(C18)(%)

Acid linoleic (C182)(%)

Thành phần acid béo chủ yếu trong dầu cọ là acid palmitic và acid oleic(khoảng 80% tổng acid béo trong dầu) Do đó, dầu cọ thường bị tách thành 2phần: lỏng và rắn ở nhiệt độ phòng.

Acid palmitic có công thức phân tử là CH3(CH2)14COOH

Acid oleic có công thức phân tử CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH), là một acid béo có một nối đôi omega-9

1.2.4 Tiêu chuẩn của dầu cọ

Kiểm tra chất lượng của dầu: dầu nhập về QC kiểm tra chỉ số peroxyde và acidbéo tự do, kiểm tra cảm quan

Dầu cọ có hai loại: dầu cọ (Palm Oil) và dầu nhân cọ đã được hydrat hoá(Hydrogenate Palm Kernel Oil - HPKO) Dầu cọ thường có mùi rất nồng, khóchịu khi đem hydrat hoá mùi dầu dịu lại, tạo acid béo, tránh bị ôi, tránh oxi hoávới không khí, tăng thời gian bảo quản, cung cấp thành phần dinh dưỡng, giúp cơthể dễ tiêu hóa hấp thu Tuỳ vào từng dòng sản phẩm mà sử dụng loại dầu khácnhau

Bảng 1.2 Yêu cầu kỹ thuật với dầu cọ

Các tác chất phản ứng được với nhau phải có sự hiện diện của nước.Nước đóngvai trò là tác chất tham gia vào phản ứng

Lượng nước trong dịch sữa ảnh hưởng đến quá trình sấy.Khi hàm lượng nước caokéo dài thời gian sấy và ngược lại khi dịch sữa có hàm lượng nước ít thì thời giansấy rút ngắn nhưng dễ làm cháy sản phẩm

Ngoài ra, nước giúp làm tăng tính chất cảm quan và sự ổn định thực phẩm.

Tiêu chuẩn của nước:

 Đạt tiêu chuẩn nước ăn uống

 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy chuẩn vệ sinh nước ăn uống QCVN01:2009/BYT

Bảng 1.3 Một vài giới hạn các chỉ tiêu chất lượng

TCU (True Color Unit): đơn vị đo màu sắc

NTU (Nephelometric Turbidity Unit): đơn vị đo độ đục

SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water):các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải.

US EPA (United States Environmental Protection Agency): cơ quan bảo vệ môitrường Hoa Kỳ

1.4 Natri caseinate

Casein là một phosphoprotein.Trong thành phần của nó có chứa gốc acidphosphoric.Casein đã bị kết tủa bởi acid sẽ hòa tan trở lại nếu bổ sung một lượng dưlớn hydroxit natri Sản phẩm tạo thành caseinate natri được sử dụng như là mộtthành phần thưc phẩm chủ yếu là nhờ đặc tính tạo thể sữa.Natri caseinate là thànhphần cung cấp protein chủ yếu cho bột kem không sữa.Ngoài ra, nó góp phần làmtăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm và tạo cấu trúc sản phẩm vững chắc, hạt bộtmịn màng

Ngoài ra, Natri caseinate còn là chất nhũ hóa

Các natri caseinate và canxi caseinate rất thích hợp để chuyển thành dạng sữa.Tiêu chuẩn lựa chọn:

 Chì : ≤ 2mg/kg

 Enterobacteriaceae hoặc vi khuẩn của nhóm coli-aerogenes <MPN (MostProbable number) = 10/g nhóm Lancefield D streptococci <MPN =102/g

Trong chế biến bột kem không sữa thường sử dụng sắc tố màu β-caroten đượctrích ly từ vỏ trái cọ.

β-caroten có công thức phân tử là C40H56 Trong cấu trúc hóa học của hợp chất caroten có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liên kết đơn tạo thành chromophore làmcaroten có màu đỏ hoặc cam

β-Việc bổ sung β-caroten có vai trò quan trọng đối với dinh dưỡng, cung cấpVitamin cho bột kem, chống oxi hoá chất béo Màu sắc thực phẩm còn có giá trị vềmặt thương mại

Tính chất của β-caroten:

 Không tan trong nước, mà tan trong dung môi hữu cơ

 Ổn định trong môi trường kiềm, nhạy cảm trong môi trường acid

 Dễ bị oxy hoá do nối đôi trong phân tử nhạy cảm với tia cực tím

Tùy theo quy định của mỗi nước, các nhà sản xuất cần lưu ý đến danh mục chất màu thực phẩm và liều lượng cho phép sử dụng trong sản xuất bột kem

Chỉ tiêu của β-caroten:

Có dạng bột mịn, màu vàng

- Độ tinh khiết: 98%

- Độ ẩm: <2%

1.6 Muối ăn

Việc bổ sung muối dùng để tạo vị mặn cho sản phẩm

Tiêu chuẩn lựa chọn: TCVN 9639 : 2013

Mùi Không mùi

trưng của muối, không có vị lạ

Công thức hóa học: C21H42O4

Trong đó –OCR là của acid béo

Chất nhũ hoá có chức năng:

 Làm giảm sức căng bề mặt giữa 2 pha trong hệ nhũ tương

 Hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phântán, làm cho chúng không thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới

có thể tích lớn hơn

 Giúp dầu cọ đi phối trộn sẽ dễ hòa tan vào trong nước nóng, không bị chia làm

2 pha (dầu cọ là pha phân tán, nước là pha liên tục) tạo thành hỗn hợp nhũtương dầu trong nước

Nếu sử dụng chất nhũ hóa quá nhiều sẽ không tan, bị khô, nhiệt độ cao, thời gian dài chất nhũ hóa sẽ bị biến tính

Yêu cầu kỹ thuật:

 Hàm lượng Mono Glycerides: ≥ 90 %

 Điểm nóng chảy: ≥ 650C

 Độ hòa tan:  không tan trong nước, tan trong ethanol, cloroform và

benzen

 Giá trị HLB: 8

 HLB (Hydrophilic-lipophilic balance)  là chỉ số cân bằng ưa nước - ưa béo,

đánh giá tính chất của các chất hoạt động bề mặt Giá trị HLB từ 7-11 chỉ ra một chất nhũ hóa hệ nước trong dầu (W/O)

Ngoài ra, để tăng giá trị dinh dưỡng và đa dạng hóa sản phẩm nhà sản xuất bổ sung thêm các chất như Vitamin, khoáng, các acid béo cần thiết trong quá trình chế biến

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Quy trình 1:

2.1.1.Sơ đồ khối

Cốm

2.1.2 Thuyết minh QTSX bột kem

- Biến đổi của nguyên liệu:

 Vật lý: xảy ra sự khuếch tán phân tử, có sự thay đổi các tính chất vật lý như

tỷ trọng, độ nhớt, điểm đông đặc

 Hóa lý: hình thành 1 hệ nhũ tương mới

- Thiết bị và thông số công nghệ:

Hình 2 1 Thiết bị phối trộn có cánh khuấy

Thiết bị có dạng hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy hoạt động với tốc

độ cao.Quá trình phối trộn thực hiện ở 50-65˚C.Các nhà sản xuất sẽ sử dụngthiết bị có lớp vỏ áo để gia nhiệt hoặc sử dụng thêm một thiết bị trao đổi

21

nhiệt dạng bản mỏng hoặc ống lồng ống để hiệu chỉnh nhiệt độ của hỗn hợp nguyên liệu trong quá trình phối trộn.

- Khi bồn dầu đã bơm đầy, đạt nhiệt độ 65°C thì cho chất nhũ hoá vào thờigian lưu dầu là 1 giờ, tối thiểu là 30 phút để chất nhũ hoá tan hoàn toàn

- QC kiểm tra dịch qua chỉ tiêu cảm quan, ˚Brix, độ cặn dơ…

- Mục đích công nghệ:

 Khai thác: loại bỏ tạp chất

 Hoàn thiện: cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm

- Các biến đổi của nguyên liệu:

 Vật lý: tỷ trọng, độ trong… thay đổi

 Hóa học: quá trình lọc không gây ra biến đổi hóa học Tuy nhiên nếu chúng ta thực hiện quá trình lọc ở nhiệt độ cao hoặc trong điều kiện tiếp xúc với không khí thì các cấu tử trong nguyên liệu có thể bị biến đổi hoặctương tác với nhau và tạo ra một hợp chất hóa học mới

 Hóa lý: thông thường không xảy ra sự chuyển pha trong quá trình lọc Tuy nhiên, một số cấu tử dễ bay hơi như các hợp chất mùi trong dịch lọc

có thể bị tổn thất

 Sinh học: quá trình lọc không gây ra những biến đổi sinh học Nếu thời gian lọc kéo dài thì hệ vi sinh vật có sẵn trong dịch lọc hoặc các vi sinh vật từ môi trường sản xuất bị nhiễm vào dịch sẽ phát triển Để hạn chế vấn đề này, các nhà sản xuất thực phẩm thường tiến hành lọc nhanh và trong điều kiện kín

- Thiết bị và thông số công nghệ:

Thiết bị có dạng hình trụ đứng Bộ phận chính của thiết bị là các dĩa lọc với tiếtdiện hình tròn Mỗi dĩa lọc có một hệ thống giá đỡ bằng lưới Phía bên ngoài giá đỡ được phủ một lớp vách ngăn Phía bên trong là kênh dẫn dịch lọc Người

ta gắn các dĩa lọc lên ống hình trụ để tạo thành hệ thống kên tháo dịch lọc

22

Nguyên tắc hoạt động: Đầu tiên, bơm huyền phù vào thiết bị Các cấu tử pha rắn sẽ bị giữ lại trên bề mặt vách ngăn của dĩa lọc Riêng pha lỏng sẽ chui qua vách ngăn để đi vào kên dẫn bên trong dĩa lọc rồi chảy tập trung về ống thu hồi

để thoát ra ngoài Trong quá trình hoạt động, ống thu hồi và các dĩa lọc có thể xoay được nhờ động cơ Theo thời gian sử dụng, các cấu tử pha rắn sẽ bám đầy

bề mặt vách ngăn trên dĩa lọc Để vệ sinh dĩa lọc, người ta sẽ lần lượt tháo thân trụ, sau đó tháo các đĩa ra khỏi ống hình trụ

 Sinh học và hóa sinh: một số loài vi sinh vật sẽ bị ức chế trong quá trình thanh trùng

 Hóa học: quá trình thanh trùng sẽ thúc đẩy một số phản ứng hóa học xảy

ra như phản ứng maillard, phản ứng phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa chất béo… Mức độ biến đổi của các phản ứng trên sẽ thay đổi theo nhiệt

độ và thời gian thanh trùng Tất cả phản ứng hóa học nói trên đều gây ảnhhưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm

 Vật lý: tỷ trọng, độ nhớt thay đổi trong quá trình thanh trùng

- Thiết bị và thông số công nghệ:

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống: gồm một ống lớn và chùm ống nhỏ bên trong, dịch đi trong những ống nhỏ và tác nhân gia nhiệt đi ngoài ống lớn Tác nhân gia nhiệt và dịch có thể đi cùng chiều hay ngược chiều nhau

Hình 2.3 Thiết bị thanh trùng

- Bộ phận gia nhiệt: bộ phận gia nhiệt có nhiệm vụ tạo ra nhiệt độ cần thiết

để tiêu diệt được các loại vi khuẩn khác nhau có trong sản phẩm Cónhiều loại thiết bị gia nhiệt nhưng ở đây chỉ sử dụng thiết bị gia nhiệtbằng hơỉ nóng

- Thiết bị gia nhiệt gồm: lò tạo hơi, hệ thống đường ống dẫn Hệ thống nàyđược nối với bộ phận thanh trùng nhờ van áp suất, có đồng hồ kiểm tra áp

24