Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành

Trong đó, các sản phẩm nước uống từ đậu nành rất được người tiêu dùng ưa chuộng bởi chúng giàu chất dinh dưỡng, chất lượng cao, giá rẻ.. Các sản phẩm thu được từ qui trình như: dầu đậu n

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 2

I.NGUYÊN LIỆU: 3

1.Đ ẬU NÀNH : 3

2.N ƯỚC : 5

3.Đ ƯỜNG : 6

II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA ĐẬU NÀNH: 7

III.THUYẾT MINH QUY TRÌNH: 8

1.Y ÊU CẦU VỀ CHỌN HẠT ĐẬU NÀNH : 8

2.L ÀM SẠCH : 8

3.T ÁCH VỎ : 9

4.C HẦN : 10

5.N GHIỀN : 13

6.L ỌC : 14

7.N ẤU : 15

8.P HỐI TRỘN : 16

9.Đ ỒNG HÓA : 16

10.T IỆT TRÙNG : 17

11.R ÓT HỘP – G HÉP MÍ : 18

IV.SẢN PHẨM: 19

1.P HÂN LOẠI : 19

2.T HÀNH PHẦN HÓA HỌC : 19

3.C HỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM : 21

V.THÀNH TỰU VỀ SẢN PHẨM: 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

Lời mở đầu

Hàng năm, trên thế giới khoảng 95 triệu tấn đậu nành được sử dụng vào những mục đích chế biến khác nhau Trong đó, các sản phẩm nước uống từ đậu nành rất được người tiêu dùng ưa chuộng bởi chúng giàu chất dinh dưỡng, chất lượng cao, giá rẻ

Đậu nành được sử dụng chế biến theo hai quy trình khác nhau :

- Chất béo trong đậu nành được trích ly bằng các hydrocarbon, protein được đông tụ bởi kiềm và tách ra khỏi đậu nành bằng acid Các sản phẩm thu được từ qui trình như: dầu đậu nành, protein đậu nành …

- Các thành phần dinh dưỡng của đậu nành được trích ly bằng nước, hỗn hợp này được sử dụng để chế biến các loại nước uống

Sữa đậu nành là dung dịch thu được từ quá trình trích ly đậu nành bằng nước Đây là dạng nhũ tương có màu trắng đục như sữa bò Theo phương pháp truyền thống, loại sản phẩm này được chế biến bằng cách ngâm đậu nành trong nước, sau đó tiến hành nghiền ướt và lọc qua vải Tuy nhiên, dung dịch thu được có mùi đậu, làm giảm giá trị cảm quan Hiện nay, trong công nghiệp, với kỹ thuật hiện đại chúng ta có thể loại triệt để các mùi gây khó chịu và tạo ra những sản phẩm sữa đậu nành có chất lượng tốt hơn, dinh dưỡng hơn

 Thành phần dinh dưỡng của đậu nành:

Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đậu nành có màu vàng là tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều

Hạt đậu nành có ba bộ phận:

o Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt

o Phôi chiếm 2%

o Tử diệp chiếm 90%

Thành phần hóa học trong các thành phần của hạt đậu nành

Thành phần hạt Lipid (%) Protein (%) Carbohydrate (%) Tro (%)

(Nguồn : Kitrigin, 1981)

a Protein và thành phần acid amin :

Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29.6–50.5%, trung bình là 36–40% Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6–8%), globulin (25–34%), glutelin (13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể.Về giá trị protein, đậu nành đứng hàng đầu về đạm nguồn gốc thực vật và không những về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein Protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, tryptophan Trừ methionine và cysteine hơi thấp, các acid amin khác của đậu nành có thành phần giống thịt

Thành phần các acid amin không thay thế trong đậu nành, gạo, bắp (g/16g N):

Loại acid amin Đậu nành Gạo Bắp của FAO Khuyến nghị

c Carbohydrates:

Carbohydrates trong đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể Carbohydrates được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% (bao gồm các loại đường không khử như sucrose, raffinose và stachyose) và loại không tan trong nước (cellulose, hemicellulose)

Các loại đường khác * 5.1

* Bao gồm một lượng nhỏ các đường arabinose, glucose và verbascose.

Ngoài ra còn có các nguyên tố khoáng khác: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo…

f Một số Enzyme trong đậu nành :

Urease : chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống

Lipase : thủy phân glyceride tạo thành glycerin và acid béo

Phospholipase : thủy phân ester của acid acetic

Lipoxygenase : xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo

Nước là một trong các thành phần chủ yếu của sữa đậu nành và hầu hết các loại nước giải khát khác Thành phần, các tính chất lý hóa, vi sinh của nước sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến kĩ thuật sản xuất và chất lượng của sản phẩm Do đó, nước dùng trong sản xuất sữa đậu nành có yêu cầu khá nghiêm ngặt như sau:

 Trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ

 Đảm bảo tính chất vi sinh như chỉ số E coli không lớn hơn 3

 Là loại nước mềm, hàm lượng các muối, kim loại phải thỏa mãn tối thiểu các yêu cầu sau:

Chỉ tiêu Hàm lượng yêu cầu

3 Đường:

Trong sữa đậu nành, lượng đường chiếm khoảng 3–10%, có thể sử dụng từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng thông dụng nhất là đường saccharose kết tinh, gồm có: đường tinh luyện, và đường cát trắng

Trong các loại nước giải khát nói chung và trong sữa đậu nành nói riêng, đường ngoài việc có chức năng cung cấp năng lượng cho người sử dụng, còn có tác dụng cải thiện giá trị cảm quan, điều chỉnh hài hòa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm của sản phẩm

II Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành:

III Thuyết minh quy trình:

1 Yêu cầu về chọn hạt đậu nành :

Trong sản xuất, đậu nành phải được lựa chọn đúng tiêu chuẩn Chất lượng hạt đậu nành ảnh hưởng rất lớn chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là giá trị cảm quan

Yêu cầu của hạt đậu nành:

- Chín thành thục về mặt sinh học, loại bỏ những hạt non

- Chọn những hạt nguyên, không sâu bệnh

- Độ ẩm thấp (17%)

- Vỏ hạt màu nâu vàng nhạt Tránh những hạt có vỏ màu xanh vì hợp chất chlorophyll có trong vỏ hay trong lá mầm tạo vị đắng và chuyển thành hợp chất phyophytin (màu nâu) trong quá trình chế biến

2 Làm sạch:

a Mục đích:

Loại bỏ các tạp chất có trong đậu nành hay bám trên bề mặt vỏ đậu nành như: đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại, và đồng thời loại bỏ được một số vi sinh vật bám trên đó

b Biến đổi:

Trong quá trình làm sạch hầu như không có biến đổi sâu sắc nào xảy ra

c Thông số kỹ thuật:

Hiện nay, các thiết bị làm sạch bằng không khí

được sử dụng khá phổ biến

Thiết bị này có thể cho năng suất đến 100 tấn/h, với

công suất 20 KW Tốc độ quạt tối đa 6000 – 18000

vòng/phút, vận tốc dòng khí 200 m/s

d Thiết bị :

 Cấu tạo:

- Quạt đẩy : thổi khí từ dưới lên tách tạp chất nhẹ

- Sàn : tách tạp chất nặng

- Bộ phận tách kim loại

 Nguyên tắc hoạt động:

Hạt đậu nành qua bộ phận nhập liệu vào thiết

bị đi từ trên xuống, dòng không khí được quạt thổi từ dưới lên Dưới tác dụng thổi của dòng khí một phần tạp chất nhẹ bị cuốn ra khỏi thiết bị Những hạt tạp nặng cùng với nguyên liệu tiếp tục rơi xuống bộ phận sàn để tách những hạt tạp còn lại Sau khi sàn, đậu nành theo ống tháo liệu ra ngoài Trên ống tháo liệu có lắp bộ phận tách kim loại Nhờ vậy, nguyên liệu được làm sạch trước khi tách vỏ

3 Tách vỏ:

a Mục đích :

Trong vỏ đậu nành có nhiều polysaccharide, vi sinh vật Đây là những nguyên nhân gây khó khăn trong quá trình chế biến, bảo quản, đồng thời làm giảm giá trị cảm quan… Vì vậy, quá trình tách vỏ nhằm những mục đích sau:

- Loại bỏ các tạp chất, vi sinh vật bám trên vỏ

- Thu được triệt để hàm lượng protein vì loại được sự ngăn cản của lớp vỏ

- Làm giảm bớt hàm lượng oligosaccharide, tăng khả năng tiêu hóa

- Loại bỏ mùi đậu, vị đắng, tăng giá trị cảm quan của sản phẩm

- Sản phẩm có màu sáng hơn

b Biến đổi:

- Vật lý : Trong quá trình tách vỏ, nhiệt độ của nguyên liệu tăng lên đáng kể

(95°C) nhờ không khí nóng

- Hóa học : Dưới tác dụng của nhiệt độ, liên kết giữa lớp vỏ và lá mầm bị phá

vỡ, lớp vỏ đậu nành bắt đầu bị nứt Tromg quá trình gia nhiệt hạt đậu nành được đảo trộn liên tục nên một phần vỏ sẽ tự tách ra khi các hạt ma sát với nhau Đặc biệt trong quá trình này, một số hợp chất tạo mùi đặc trưng được tạo thành, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Tuy nhiên, không nên gia nhiệt quá cao hay thời gian gia nhiệt quá dài để sản phẩm không có mùi khét

- Hóa lý : Xảy ra quá trình thoát ẩm từ bên trong hạt ra môi trường ngoài, độ

ẩm của đậu nành 12–14%

- Hóa sinh : Một số protein bị biến tính do nhiệt độ cao

- Cảm quan : Trong quá trình gia nhiệt, một số hợp chất tạo mùi đặc trưng được

hình thành, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

c Thông số kỹ thuật:

Trong quá trình tách vỏ, hạt đậu nành được xử lý qua hai giai đoạn:

- Gia nhiệt: thực hiện trong thiết bị gia nhiệt băng tải bằng không khí

Nhiệt độ không khí : 95°CThời gian gia nhiệt : 15 phútNăng suất của thiết bị gia nhiệt : 2-15 kg/m2.h

Vận tốc dòng khí : 0.5-1.5 m/sVận tốc băng tải : 4–6 m/phút

- Tách vỏ: thực hiện trong thiết bị tách vỏ

Tốc độ của quạt : 3500 vòng/phútVận tốc dòng khí : 8–10 m/s

Buồng gia nhiệt

Quạt vận chuyển không khí nóng vào thiết bị

Bộ phận lọc không khí.

Bộ phận gia nhiệt không khí

 Nguyên tắc hoạt động:

Đậu nành sau khi làm sạch được vận chuyển theo hệ thống gàu tải vào cửa nhập liệu của thiết bị gia nhiệt Trong thiết bị gia nhiệt, đậu nành được vận chuyển bằng hệ thống

3 băng tải chuyển động ngược chiều nhau, khi đi hết băng tải này nguyên liệu rơi xuống băng tải khác đến khi ra khỏi thiết bị

Không khí qua bộ phận lọc được gia nhiệt (95°C) trước khi vào thiết bị Dòng không khí được phân phối đều nhờ hệ thống phân phối đảm bảo cho quá trình gia nhiệt diễn ra đồng đều Không khí sau khi trao đổi nhiệt với nguyên liệu sẽ thoát ra ngoài theo ống dẫn khí Vận tốc băng tải được điều chỉnh thích hợp đảm bảo nguyên liệu được gia nhiệt đủ thời gian trước khi ra khỏi thiết bị

(2) Thiết bị tách vỏ:

 Cấu tạo:

Buồng tách vỏ

Trục vít xoắn : tạo ra ma sát làm tách vỏ, đẩy nguyên liệu về ống tháo liệu Quạt : hút vỏ ra khỏi buồng tách vỏ

Động cơ : làm quay trục vít

 Nguyên tắc hoạt động:

Hạt đậu nành sau khi được gia nhiệt làm nứt vỏ được chuyển vào thiết bị tách vỏ

Dưới tác dụng của trục vít xoắn làm cho các hạt đậu ma sát với nhau và với trục vít, vỏ được tách ra khỏi hạt Hạt đậu nành tiếp tục được trục vít đẩy về cửa tháo liệu, vỏ được quạt hút ra ngoài

a Mục đích:

- Tăng hiệu suất quá trình nghiền

- Giảm chi phí năng lượng trong quá trình nghiền

- Làm mềm đậu , giảm thời gian nấu

- Tiêu diệt vi sinh vật

- Giảm hàm lượng oligosaccharide

Trong quá trình chần, hóa chất thường được sử dụng là natri bicarbonate (0.05%), nhằm mục đích:

- Cải thiện màu sắc, mùi vị cho sản phẩm

- Vô hoạt nhanh các chất ức chế enzyme Trypsin (Trypsic) và các enzyme

Lipoxygenase.

b Biến đổi:

- Vật lý : Trong quá trình chần, hạt đậu nành hút nước, trương nở

dẫn đến sự tăng về kích thước, khối lượng từ 2–3 lần Hạt đậu trở nên mềm hơn

- Hóa học và hóa lý : Hạt đậu nành bị hydrate hóa đáng kể Trong quá trình này

một số oligosaccharide như raffinose, stachyose được trích

ly ra khỏi hạt đậu nành Điều này có ý nghĩa quan trọng

vì chính các glucid này là nguyên nhân gây khó tiêu khi sử dụng sản phẩm sữa đậu nành

- Hóa sinh : Dưới tác dụng của nhiệt độ và pH kiềm, các enzyme

Lipoxygenase, các chất ức chế enzyme Trypsin sẽ bị vô

hoạt Đồng thời, một số protein cũng bị biến tính

- Cảm quan : Giảm mùi đậu gây khó chịu, một số chất màu bị phân hủy

làm cho sản phẩm có màu sáng hơn

Theo phương pháp sản xuất truyền thống, sữa đậu nành sẽ có mùi đậu khó chịu, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm Các hợp chất gây mùi được tạo thành

trong quá trình oxy hóa chất béo có trong đậu nành bởi enzyme Lipoxydase Sản

phẩm tạo thành là các hợp chất ketone, aldehyd, đặc biệt là hexanal, heptanal, ethyl vinyl keton Các hợp chất này rất khó tách ra khi chúng đã hình thành Trong hạt đậu nành khô, những chất tạo mùi này không xuất hiện, nhưng khi hạt đậu nành được nghiền ướt thì những hợp chất này sẽ được tạo thành

Các chất gây mùi tạo thành trong quá trình oxy hóa bởi enzyme lipoxygenase

Octanal

c Thông số kỹ thuật:

Quá trình chần được thực hiện trong thiết bị chần băng tải Quá trình chần được thực hiện trong 3 giai đoạn:

- Gia nhiệt sơ bộ : ở 55–65°C trong 3–5 phút

- Chần : ở 95°C trong 5 phút

- Làm nguội : trong 3 phút

Lượng nước tiêu hao : 1 m3/10 tấn sản phẩm

Lượng nhiệt tái sử dụng : 70%

Lượng hơi tiêu hao cho gia nhiệt : 0.05 -0.06 Kg hơi/kg sản phẩm

d Thiết bị:

 Cấu tạo:

Băng tải vận chuyển nguyên liệu

Hệ thống vòi phun : phân

phối nước trong 3 giai đoạn xử lý

nhiệt

Thiết bị gia nhiệt : gia nhiệt

cho nước chần

Bộ phận trao đổi nhiệt : gia nhiệt

cho nước trong giai đoạn gia nhiệt sơ bộ

 Nguyên tắc hoạt động:

Gia nhiệt sơ bộ: Sau khi vào cửa

nhập liệu, hạt đậu nành được gia nhiệt bằng nước nóng (70°C) Nước này thu được do sự trao đổi nhiệt giữa dòng nước gia nhiệt sơ bộ và dòng nước thu được của quá trình làm nguội Nước phun qua vòi từ trên xuống, được thu hồi để trao đổi nhiệt với dòng nước làm nguội và được bơm tuần hoàn trở lại thiết bị chần

Chần: Sau khi qua giai đoạn gia nhiệt, đậu nành được phun nước ở 95°C từ

trên xuống Nước chần được gia nhiệt bằng hơi Để tiết kiệm năng lượng lượng nước này được thu hồi, tiếp tục được gia nhiệt và bơm tuần hoàn trở lại thiết bị chần

Làm nguội: Sau khi chần, đậu nành qua giai đoạn làm nguội Do nước thu

được trong quá trình làm nguội có nhiệt độ cao nên sử dụng lượng nhiệt này gia nhiệt cho dòng nước gia nhiệt sơ bộ ban đầu

5 Nghiền :

a Mục đích:

- Giảm kích thước của hạt đậu nành

- Trích ly các chất trong đậu nành vào nước

- Vô hoạt enzyme lipoxydase.

- Giảm mùi đậu nành

b Biến đổi:

- Vật lý : các hạt đậu nành giảm kích thước đáng kể, thành các hạt mịn

Trong quá trình nghiền có sử dụng hơi và nước nóng nên dịch lỏng thu được có tăng nhiệt độ nhưng không đáng kể so với quá trình chần

- Hóa học : một số chất màu, mùi bị phân hủy bởi nhiệt độ.

- Hóa lý : đây là biến đổi quan trọng Vì quá trình nghiền vừa giảm kích

thước hạt vừa góp phần trích ly các chất dinh dưỡng trong đậu nành ra dịch lỏng

- Hóa sinh : Những biến đổi hóa sinh trong quá trình nghiền có ý nghĩa trong

việc cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm Khi mô bào vừa bị

phá vỡ, enzyme lipoxygenase lập tức bị vô hoạt bởi nhiệt độ, nên

các phản ứng oxy hóa tạo mùi không diễn ra

c Thông số kỹ thuật:

Quá trình nghiền ướt được thực hiện bởi thiết bị nghiền đĩa trục quay

Nhiệt độ của nước cung cấp cho quá trình nghiền: 80°C

Tỉ lệ nước : đậu = 1 : 8 (w/w)

d Thiết bị:

 Cấu tạo:

Bộ phận nhập liệu

Vít xoắn: đẩy nguyên liệu vào đĩa nghiền

Cần điều chỉnh khe hở nghiền

Đĩa nghiền (2 đĩa đứng, 2 đĩa quay):

nghiền nguyên liệu

Puli dẫn động và đai truyền động

Cơ cấu tháo sản phẩm

 Nguyên tắc hoạt động:

Nguyên liệu từ bộ phận nhập liệu rơi xuống vít xoắn Vít xoắn có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền Hai đĩa nghiền cố định, hai đĩa khác được puli dẫn động, nhờ vậy nguyên liệu được đĩa nghiền thành bột theo yêu cầu Sản phẩm sau khi ra khỏi đĩa nghiền được đẩy vào cửa tháo liệu Khe nghiền có thể được điều chỉnh nhờ cần gạt để đạt kích thước hạt theo yêu cầu Trong quá trình nghiền, nước nóng được bổ sung vào cùng với nguyên liệu nhằm trích ly các chất trong nguyên liệu vào nước

a Mục đích:

- Loại bỏ các chất không tan ra khỏi dịch chiết sau khi nghiền

- Giúp cho quá trình truyền nhiệt tốt hơn trong các giai đoạn sau

- Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm

b Biến đổi:

Trong quá trình lọc, hầu như không có biến đổi sâu sắc về các thành phần hóa học hay các thành phần khác Tuy nhiên có sự có sự thay đổi lớn về hóa lý và cảm quan

- Hóa lý : dung dịch trở nên đồng nhất, các hạt phân tán tương đối đều

trong dung dịch

- Cảm quan : trạng thái của dung dịch trở nên đồng nhất, tăng giá trị cảm quan

của sản phẩm

Ngoài ra trong quá trình lọc có sự tổn thất protein

c Thông số kỹ thuật:

Dịch sữa thu được trong quá trình nghiền được lọc bằng thiết bị lọc trục vít

d Thiết bị:

 Cấu tạo:

Buồng lọc

Ống cấp dịch : cung cấp dịch cần lọc vào thiết bị

Ống tháo dịch và màng lọc : tháo sản phẩm của quá trình lọc

Ống tháo bã : tháo bã ra khỏi thiết bị

Trục vít xoắn : tách bã ra khỏi dịch cần lọc