Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành

Mục lục LỜI MỞ ĐẦU I.NGUYÊN LIỆU: 1.ĐẬU NÀNH: 2.NƯỚC: 3.ĐƯỜNG: II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA ĐẬU NÀNH: III.THUYẾT MINH QUY TRÌNH: 1.YÊU CẦU VỀ CHỌN HẠT ĐẬU NÀNH : 2.LÀM SẠCH: 3.TÁCH VỎ: 4.CHẦN: 10 5.NGHIỀN : 13 6.LỌC: 14 7.NẤU: 15 8.PHỐI TRỘN : 16 9.ĐỒNG HÓA: 16 10.TIỆT TRÙNG: 17 11.RÓT HỘP – GHÉP MÍ : 18 IV.SẢN PHẨM: 19 1.PHÂN LOẠI: 19 2.THÀNH PHẦN HÓA HỌC: 19 3.CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG SẢN PHẨM: 21 V.THÀNH TỰU VỀ SẢN PHẨM: 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 Lời mở đầu Hàng năm, giới khoảng 95 triệu đậu nành sử dụng vào mục đích chế biến khác Trong đó, sản phẩm nước uống từ đậu nành người tiêu dùng ưa chuộng chúng giàu chất dinh dưỡng, chất lượng cao, giá rẻ Đậu nành sử dụng chế biến theo hai quy trình khác : - Chất béo đậu nành trích ly hydrocarbon, protein đông tụ kiềm tách khỏi đậu nành acid Các sản phẩm thu từ qui trình như: dầu đậu nành, protein đậu nành … - Các thành phần dinh dưỡng đậu nành trích ly nước, hỗn hợp sử dụng để chế biến loại nước uống Sữa đậu nành dung dòch thu từ trình trích ly đậu nành nước Đây dạng nhũ tương có màu trắng đục sữa bò Theo phương pháp truyền thống, loại sản phẩm chế biến cách ngâm đậu nành nước, sau tiến hành nghiền ướt lọc qua vải Tuy nhiên, dung dòch thu có mùi đậu, làm giảm giá trò cảm quan Hiện nay, công nghiệp, với kỹ thuật triệt để mùi gây khó chòu tạo sản phẩm sữa đậu nành có chất lượng tốt hơn, dinh dưỡng I Nguyên liệu: Đậu nành: Cây đậu nành với tên khoa học Glycine Max Merrill, số trồng có lòch sử lâu đời loài người Dựa vào đa dạng hình thái, Fukuda (1993) sau nhiều nhà khoa học khác thống rằng, đậu nành có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ loại đậu nành dại, thân mảnh, dạng dây leo, tên khoa học G soja Sieb & Zucc (t Hymovits, 1970) Trong số công trình nghiên cứu, nhà khoa học dùng tên G.usuriensis để thay cho tên Từ Trung Quốc, đậu nành lan truyền dần khắp giới Theo nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên, đậu nành đưa vào Triều Tiên sau phát triển sang Nhật Đến kỉ 17, đậu nành nhà thực vật học người Đức Engelbert Caempfer đưa Châu Âu đến năm 1954 đậu nành du nhập vào Mỹ Đậu nành lấy hạt, có dầu quan trọng bậc giới, đứng hàng thứ tư sau lúa mì, lúa nước ngô Hiện 88% sản lượng đậu nành giới tập trung quốc gia: Mỹ (52%), Brazil (17%), Argentina (10%), Trung Quốc (9%) Phần lại phân bố nước sau: Canada, Ấn Độ, Indonesia, Nhật, Bắc & Nam Triều Tiên, Mexico, Paraguay, Rumani Nga  Thành phần dinh dưỡng đậu nành: Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau, đậu nành có màu vàng tốt nên trồng sử dụng nhiều Hạt đậu nành có ba phận: o Vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt o Phôi chiếm 2% o Tử diệp chiếm 90% Thành phần hóa học thành phần hạt đậu nành Lipid Protein Carbohydrate Tro Thành phần hạt (%) (%) (%) (%) Tử diệp 23.0 43.0 29.0 5.0 Phôi 11.0 41.1 43.0 4.4 Vỏ hạt 1.0 8.8 86.0 4.3 (Nguồn : Kitrigin, 1981) a Protein thành phần acid amin : Hàm lượng protein tổng dao động hạt đậu nành từ 29.6–50.5%, trung bình 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 trò protein, đậu nành đứng hàng đầu đạm nguồn gốc thực vật hàm lượng protein cao mà chất lượng protein Protein đậu nành dễ tan nước chứa nhiều acid amin không thay lysin, tryptophan Trừ methionine cysteine thấp, acid amin khác đậu nành có thành phần giống thòt Thành phần acid amin không thay đậu nành, gạo, bắp (g/16g N): Khuyến nghò Loại acid amin Đậu nành Gạo Bắp FAO Isoleucine 5.1 4.1 3.7 6.4 Leucine 7.7 8.2 13.6 4.8 Lysine 5.9 3.8 2.6 4.2 Methionine 1.6 3.4 1.8 2.2 Cysteine 1.3 4.2 Phenylalanine 5.0 6.0 5.1 2.8 Threonine 4.3 4.3 3.6 2.8 Tryptophan 1.3 1.2 0.7 1.4 Valine 5.4 7.2 5.3 4.2 Histidine 2.6 2.8 b Lipid : Chất béo đậu nành dao động từ 13.5–24%, trung bình 18% Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6.4–15.1% acid béo no (acid stearic, acid archidonic) 80– 93.6% acid béo không no (acid enoleic, acid linoleic, acid linolenic, acid oleic) Trong dầu đậu nành chứa lượng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecithine có tác dụng làm thể trẻ lâu, sung sức, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương, tăng sức đề kháng c Carbohydrates: Carbohydrates đậu nành chiếm khoảng 34% khối lượng khô, hàm lượng tinh bột không đáng kể Carbohydrates chia làm loại: loại tan nước chiếm khoảng 10% (bao gồm loại đường không khử sucrose, raffinose stachyose) loại không tan nước (cellulose, hemicellulose) Carbohydrates Hàm lượng % Cellulose 4.0 Hemicellulose 15.0 Stachyose 3.8 Rafinose 1.1 Saccharose 5.0 * Các loại đường khác 5.1 * Bao gồm lượng nhỏ đường arabinose, glucose verbascose d Chất tro: Chất tro đậu nành từ 4.5–6.8% Nếu tính theo phần trăm chất khô toàn hạt thành phần tro sau : P2O5 0.6–2.18% SO3 0.41–0.44% K2O 1.91–2.64% Na2O 0.38% CaO 0.23–0.63% Cl 0.025% MgO 0.22–0.55% Chất khác 1.17% Ngoài có nguyên tố khoáng khác: Al, Fe, I, Mn, Cu, Mo… e Vitamin: Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin C vitamin D Thành phần vitamin sau : Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Thiamin Inositol 11–17.5 % 2300 mg% Riboflavin Vitamin A 3.4–3.6 % 0.18–2.43 % Niacin VitaminE 21.4–23 mg/g 1.4 mg% Pyridoxine Vitamin K 7.1–12 mg/g 1.9 mg% Biotin Vitamin B1 0.8 mg/g 0.54 mg% A.patothentic Vitamin B2 13–21.5 mg/g 0.29 mg% A.folic Vitamin PP 1.9 mg/g 2.3 mg% f Một số Enzyme đậu nành: Urease : chống lại hấp thụ chất đạm qua hàng ruột không nên ăn đậu nành sống Lipase : thủy phân glyceride tạo thành glycerin acid béo Phospholipase : thủy phân ester acid acetic Lipoxygenase : xúc tác phản ứng chuyển H2 acid béo Nước: Nước thành phần chủ yếu sữa đậu nành hầu hết loại nước giải khát khác Thành phần, tính chất lý hóa, vi sinh nước có ảnh hưởng trực tiếp đến kó thuật sản xuất chất lượng sản phẩm Do đó, nước dùng sản xuất sữa đậu nành có yêu cầu nghiêm ngặt sau:  Trong suốt, không màu, mùi vò lạ  Đảm bảo tính chất vi sinh số E coli không lớn  Là loại nước mềm, hàm lượng muối, kim loại phải thỏa mãn tối thiểu yêu cầu sau: Chỉ tiêu Độ cứng chung Hàm lượng H2SO4 Hàm lượng Cl Hàm lượng As Hàm lượng Pb Hàm lượng F Hàm lượng Zn Hàm lượng Cu Hàm lượng Fe Độ oxy hóa Hàm lượng yêu cầu ≤7 mg/l ≤ 80 mg/l ≤ 0.5 mg/l ≤ 0.05 mg/l ≤ 0.1 mg/l ≤3 mg/l ≤5 mg/l ≤3 mg/l ≤ 0.3 mg/l ≤2 mg O2 /l Đường: Trong sữa đậu nành, lượng đường chiếm khoảng 3–10%, sử dụng từ nhiều nguồn khác nhau, thông dụng đường saccharose kết tinh, gồm có: đường tinh luyện, đường cát trắng Trong loại nước giải khát nói chung sữa đậu nành nói riêng, đường việc có chức cung cấp lượng cho người sử dụng, có tác dụng cải thiện giá trò cảm quan, điều chỉnh hài hòa độ chua, độ mùi thơm sản phẩm II Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành: III Thuyết minh quy trình: Yêu cầu chọn hạt đậu nành : Trong sản xuất, đậu nành phải lựa chọn tiêu chuẩn Chất lượng hạt đậu nành ảnh hưởng lớn chất lượng sản phẩm, đặc biệt giá trò cảm quan Yêu cầu hạt đậu nành: - Chín thành thục mặt sinh học, loại bỏ hạt non - Chọn hạt nguyên, không sâu bệnh - Độ ẩm thấp (17%) - Vỏ hạt màu nâu vàng nhạt Tránh hạt có vỏ màu xanh hợp chất chlorophyll có vỏ hay mầm tạo vò đắng chuyển thành hợp chất phyophytin (màu nâu) trình chế biến Làm sạch: a Mục đích: Loại bỏ tạp chất có đậu nành hay bám bề mặt vỏ đậu nành như: đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại, đồng thời loại bỏ số vi sinh vật bám b Biến đổi: Trong trình làm biến đổi sâu sắc xảy c Thông số kỹ thuật: Hiện nay, thiết bò làm không khí sử dụng phổ biến Thiết bò cho 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 bò :  Cấu tạo: - Quạt đẩy : thổi khí từ lên tách tạp chất nhẹ - Sàn : tách tạp chất nặng - Bộ phận tách kim loại  Nguyên tắc hoạt động: Hạt đậu nành qua phận nhập liệu vào thiết bò từ xuống, dòng không khí quạt thổi từ lên Dưới tác dụng thổi dòng khí phần tạp chất nhẹ bò khỏi thiết bò Những hạt tạp nặng với nguyên liệu tiếp tục rơi xuống phận sàn để tách hạt tạp lại Sau sàn, đậu nành theo ống tháo liệu Trên ống tháo liệu có lắp phận tách kim loại Nhờ vậy, nguyên liệu làm trước tách vỏ Tách vỏ: a Mục đích : Trong vỏ đậu nành có nhiều polysaccharide, vi sinh vật Đây nguyên nhân gây khó khăn trình chế biến, bảo quản, đồng thời làm giảm giá trò cảm quan… Vì vậy, trình tách vỏ nhằm mục đích sau: - Loại bỏ tạp chất, vi sinh vật bám vỏ - Thu triệt để hàm lượng protein loại ngăn cản lớp vỏ - Làm giảm bớt hàm lượng oligosaccharide, tăng khả tiêu hóa - Loại bỏ mùi đậu, vò đắng, tăng giá trò cảm quan sản phẩm - Sản phẩm có màu sáng b Biến đổi: - Vật lý : Trong trình tách vỏ, nhiệt độ nguyên liệu tăng lên đáng kể (95°C) nhờ không khí nóng - Hóa học : Dưới tác dụng nhiệt độ, liên kết lớp vỏ mầm bò phá vỡ, lớp vỏ đậu nành bắt đầu bò nứt Tromg trình gia nhiệt hạt đậu nành đảo trộn liên tục nên phần vỏ tự tách hạt ma sát với Đặc biệt trình này, số hợp chất tạo mùi đặc trưng tạo thành, tăng giá trò cảm quan cho sản phẩm Tuy nhiên, không nên gia nhiệt cao hay thời gian gia nhiệt dài để sản phẩm mùi khét - Hóa lý : Xảy trình thoát ẩm từ bên hạt môi trường ngoài, độ ẩm đậu nành 12–14% - Hóa sinh : Một số protein bò biến tính nhiệt độ cao - Cảm quan : Trong trình gia nhiệt, số hợp chất tạo mùi đặc trưng hình thành, làm tăng giá trò cảm quan cho sản phẩm c Thông số kỹ thuật: Trong trình tách vỏ, hạt đậu nành xử lý qua hai giai đoạn: - Gia nhiệt: thực thiết bò gia nhiệt băng tải không khí Nhiệt độ không khí : 95°C Thời gian gia nhiệt : 15 phút Năng suất thiết bò gia nhiệt : 2-15 kg/m2.h Công suất : 100 kW Vận tốc dòng khí : 0.5-1.5 m/s Vận tốc băng tải : 4–6 m/phút - Tách vỏ: thực thiết bò tách vỏ Tốc độ quạt : 3500 vòng/phút Vận tốc dòng khí : 8–10 m/s d Thiết bò: (1) Thiết bò gia nhiệt băng tải không khí:  Cấu tạo: Hệ thống băng tải vận chuyển nguyên liệu chuyển động ngược chiều nhau, dài 20–30 m/băng tải, rộng 1–3m Buồng gia nhiệt Quạt vận chuyển không khí nóng vào thiết bò Bộ phận lọc không khí Bộ phận gia nhiệt không khí  Nguyên tắc hoạt động: Đậu nành sau làm vận chuyển theo hệ thống gàu tải vào cửa nhập liệu thiết bò gia nhiệt Trong thiết bò gia nhiệt, đậu nành vận chuyển hệ thống băng tải chuyển động ngược chiều nhau, hết băng tải nguyên liệu rơi xuống băng tải khác đến khỏi thiết bò Không khí qua phận lọc gia nhiệt (95°C) trước vào thiết bò Dòng không khí phân phối nhờ hệ thống phân phối đảm bảo cho trình gia nhiệt diễn đồng Không khí sau trao đổi nhiệt với nguyên liệu thoát theo ống dẫn khí Vận tốc băng tải điều chỉnh thích hợp đảm bảo nguyên liệu gia nhiệt đủ thời gian trước khỏi thiết bò (2) Thiết bò tách vỏ:  Cấu tạo: Buồng tách vỏ Trục vít xoắn : tạo ma sát làm tách vỏ, đẩy nguyên liệu ống tháo liệu Quạt : hút vỏ khỏi buồng tách vỏ Động : làm quay trục vít  Nguyên tắc hoạt động: Hạt đậu nành sau gia nhiệt làm nứt vỏ chuyển vào thiết bò tách vỏ Dưới tác dụng trục vít xoắn làm cho hạt đậu ma sát với với trục vít, vỏ tách khỏi hạt Hạt đậu nành tiếp tục trục vít đẩy cửa tháo liệu, vỏ quạt hút Chần: a Mục đích: - Tăng hiệu suất trình nghiền - Giảm chi phí lượng trình nghiền - Làm mềm đậu , giảm thời gian nấu - Tiêu diệt vi sinh vật - Giảm hàm lượng oligosaccharide 10 Các chất gây mùi tạo thành trình oxy hóa enzyme lipoxygenase Pentane Decane 1-penten-3-ol Heptadecane Hexanal Hexanol 2-Hexenal Propylfuran 2,4-Hexadienal Pentylfuran Hexanoic acid Benzaldehyd Heptanal n-Propylbenzene 2-Heptanone n-Butylbezene Heptanoic acid Benzathiazol 2-Nonenal Octanal Diphenylether Octanol γ-Nonalactone 3-Octanol 2-Trans-4-cis-heptadial 3-Octanone 2-Trans-4-trans-heptadienal 2-Octanone 2-trans-4-cis-decadienal 2-Octenal 1-Octen-3-ol 2-Trans-4-cis-nonadienal 2-Octen-1-ol 2-Trans-4-trans-nonadienal 1,7-Octadiene 5-Hydroxymethylfufural Vinyl ethyl ketone Vinyl amyl ketone Nonanal c Thông số kỹ thuật: Quá trình chần thực thiết bò chần băng tải Quá trình chần thực giai đoạn: - Gia nhiệt sơ : 55–65°C 3–5 phút - Chần : 95°C phút - Làm nguội : phút Lượng nước tiêu hao : m3/10 sản phẩm Lượng nhiệt tái sử dụng : 70% Lượng tiêu hao cho gia nhiệt : 0.05 -0.06 Kg hơi/kg sản phẩm d Thiết bò:  Cấu tạo: Băng tải vận chuyển nguyên liệu Hệ thống vòi phun : phân phối nước giai đoạn xử lý nhiệt Thiết bò gia nhiệt : gia nhiệt cho nước chần Bộ phận trao đổi nhiệt : gia nhiệt cho nước giai đoạn gia nhiệt sơ 12  Nguyên tắc hoạt động: Gia nhiệt sơ bộ: Sau vào cửa nhập liệu, hạt đậu nành gia nhiệt nước nóng (70°C) Nước thu trao đổi nhiệt dòng nước gia nhiệt sơ dòng nước thu trình làm nguội Nước phun qua vòi từ xuống, thu hồi để trao đổi nhiệt với dòng nước làm nguội bơm tuần hoàn trở lại thiết bò chần Chần: Sau qua giai đoạn gia nhiệt, đậu nành phun nước 95°C từ xuống Nước chần gia nhiệt Để tiết kiệm lượng lượng nước thu hồi, tiếp tục gia nhiệt bơm tuần hoàn trở lại thiết bò chần Làm nguội: Sau chần, đậu nành qua giai đoạn làm nguội Do nước thu trình làm nguội có nhiệt độ cao nên sử dụng lượng nhiệt gia nhiệt cho dòng nước gia nhiệt sơ ban đầu Nghiền : a Mục đích: - Giảm kích thước hạt đậu nành - Trích ly chất đậu nành vào nước - Vô hoạt enzyme lipoxydase - Giảm mùi đậu nành b Biến đổi: - Vật lý : hạt đậu nành giảm kích thước đáng kể, thành hạt mòn Trong trình nghiền có sử dụng nước nóng nên dòch lỏng thu có tăng nhiệt độ không đáng kể so với trình chần - Hóa học : số chất màu, mùi bò phân hủy nhiệt độ - Hóa lý : biến đổi quan trọng Vì trình nghiền vừa giảm kích thước hạt vừa góp phần trích ly chất dinh dưỡng đậu nành dòch lỏng - Hóa sinh : Những biến đổi hóa sinh trình nghiền có ý nghóa việc cải thiện giá trò cảm quan sản phẩm Khi mô bào vừa bò phá vỡ, enzyme lipoxygenase bò vô hoạt nhiệt độ, nên phản ứng oxy hóa tạo mùi không diễn c Thông số kỹ thuật: Quá trình nghiền ướt thực thiết bò nghiền đóa trục quay Nhiệt độ nước cung cấp cho trình nghiền: 80°C Tỉ lệ nước : đậu = : (w/w) 13 d Thiết bò:  Cấu tạo: Bộ phận nhập liệu Vít xoắn: đẩy nguyên liệu vào đóa nghiền Cần điều chỉnh khe hở nghiền Đóa nghiền (2 đóa đứng, đóa quay): nghiền nguyên liệu Puli dẫn động đai truyền động Cơ cấu tháo sản phẩm  Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu từ phận nhập liệu rơi xuống vít xoắn Vít xoắn có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền Hai đóa nghiền cố đònh, hai đóa khác puli dẫn động, nhờ nguyên liệu đóa nghiền thành bột theo yêu cầu Sản phẩm sau khỏi đóa nghiền đẩy vào cửa tháo liệu Khe nghiền điều chỉnh nhờ cần gạt để đạt kích thước hạt theo yêu cầu Trong trình nghiền, nước nóng bổ sung vào với nguyên liệu nhằm trích ly chất nguyên liệu vào nước Lọc: a Mục đích: - Loại bỏ chất không tan khỏi dòch chiết sau nghiền - Giúp cho trình truyền nhiệt tốt giai đoạn sau - Cải thiện giá trò cảm quan sản phẩm b Biến đổi: Trong trình lọc, biến đổi sâu sắc thành phần hóa học hay thành phần khác Tuy nhiên có có thay đổi lớn hóa lý cảm quan - Hóa lý : dung dòch trở nên đồng nhất, hạt phân tán tương đối dung dòch - Cảm quan : trạng thái dung dòch trở nên đồng nhất, tăng giá trò cảm quan sản phẩm Ngoài trình lọc có tổn thất protein c Thông số kỹ thuật: Dòch sữa thu trình nghiền lọc thiết bò lọc trục vít d Thiết bò:  Cấu tạo: Buồng lọc Ống cấp dòch : cung cấp dòch cần lọc vào thiết bò Ống tháo dòch màng lọc : tháo sản phẩm trình lọc Ống tháo bã : tháo bã khỏi thiết bò Trục vít xoắn : tách bã khỏi dòch cần lọc Động : quay trục vít xoắn 14  Nguyên tắc họat động: Dòch lọc qua phận cấp dòch vào buồng lọc Trục vít xoắn quay tạo lực ly tâm làm cho hạt rắn chuyển động khỏi tâm buồng lọc va vào thành thiết bò Những hạt rắn trục vít đẩy ống tháo bã Phần lỏng lại tiếp tục qua màng lọc theo ống tháo sản phẩm Nấu: a Mục đích: - Cải thiện mùi vò - Tiêu diệt vi sinh vật - Vô hoạt chất ức chế enzyme Trypsin b Biến đổi: - Vật lý : nhiệt độ dòch sữa tăng lên kèm theo thay đổi độ nhớt, khối lượng riêng - Hóa học : tác dụng nhiệt độ số chất bò thất thoát vitamin, chất tạo mùi, tạo màu Một số protein bò biến tính giai đoạn không sâu sắc đến mức làm giảm giá trò cảm quan sản phẩm Một số biến đổi hóa lý, hóa sinh không đáng kể c Thông số kỹ thuật: Dòch sữa đậu nành nấu thiết bò vỏ áo, gia nhiệt nước Nhiệt độ nấu: 90–95°C, thời gian nấu 20 phút Thể tích bồn nấu: 500 lít d Thiết bò:  Cấu tạo: Lớp vỏ : chứa nước gia nhiệt cho bồn nấu Cánh khuấy : giúp trình truyền nhiệt nhanh, triệt để Bộ phận bơm nước đường, phụ gia  Nguyên tắc hoạt động: Hơi nước cung cấp vào lớp vỏ gia nhiệt cho bồn nấu Trong trình nấu, cánh khuấy hoạt động liên tục nhằm nâng cao hiệu truyền nhiệt 15 Phối trộn : a Mục đích: - Tăng giá trò cảm quan cho sản phẩm - Cải thiện giá trò dinh dưỡng cho sản phẩm b Biến đổi: Trong trình phối trộn, dòch sữa hoàn thiện mùi, vò, dinh dưỡng chủ yếu Các biến đổi khác không diễn c Thông số kỹ thuật: Quá trình phối trộn thực bồn nấu Sau nấu, tiến hành bổ sung vào dòch sữa thành phần như: nước đường (25%), mùi, màu, phụ gia bảo quản thành phần dinh dưỡng khác Lượng nước đường bổ sung giai đoạn theo tỉ lệ khối lượng nước đường : khối lượng đậu ban đầu : Đồng hóa: a Mục đích: Quá trình đồng hóa có tác dụng chia nhỏ hạt cầu béo có kích thước lớn thành hạt có kích thước nhỏ phân bố dung dòch Quá trình giúp cho dung dòch trở nên đồng nhất, tượng phân lớp, trình tiệt trùng diễn thuận lợi Đồng thời trình đồng hóa giúp cải thiện giá trò cảm quan màu sắc, mùi vò, trạng thái sản phẩm b Biến đổi: - Vật lý : hạt béo giảm kích thước phân bố dung dòch Trong trình đồng hóa có tăng nhiệt độ không đáng kể nên độ nhớt thay đổi không đáng kể - Hóa lý : trình đồng hóa giúp cho hạt phân tán phân bố dung dòch, bề mặt tiếp xúc pha tăng lên đáng kể - Cảm quan : cải thiện giá trò cảm quan Trong trình đồng hóa, thay đổi đáng kể hóa học, hóa sinh hay sinh học c Thông số kó thuật: Quá trình đồng hoá thực thiết bò đồng hoá cấp Điều kiện nhiệt độ áp suất cao: 90°C, 100–150 bar Quá trình đồng hoá thực điều kiện nhiệt độ cao Để tiết kiệm chi phí lượng, dòch sữa gia nhiệt nước nóng trình tiệt trùng Sữa đậu nành đồng hoá trước vào thiết bò tiệt trùng nước Với thiết bò đồng hoá có suất 18000 l/h chi phí lượng cho trình 123 KW d Thiết bò:  Cấu tạo: Bơm piston : bơm dòch lỏng vào thiết bò đồng hoá Hệ thống khe hẹp : làm giảm kích thước hạt pha phân tán phân tán pha liên tục Hệ thống cân đối áp với áp suất đồng hoá 16 Hệ thống ống dẫn nguyên liệu sản phẩm  Nguyên tắc hoạt động: Dòch đậu nành bơm piston nén ép, tăng áp suất từ khoảng bar đầu vào đến áp suất đồng hoá (100–150 bar) giữ cố đònh Sữa đầu vào (90°C) ép áp suất cao qua khe hẹp nhỏ (khoảng 0.1 mm) Sau qua khe hẹp, áp suất sữa giảm khoảng 20% so với áp suất đồng hoá ban đầu Vận tốc dòng nguyên liệu thiết bò cao 200–300m/s bò thay đổi đột ngột qua khe hẹp Do thay đổi áp suất lớn thay đổi hướng dòng chảy, sữa đồng hoá Quá trình đồng hoá diễn chủ yếu giai đoạn cấp Sau đó, dòch sữa tiếp tục đẩy qua khe hẹp thứ hai với áp suất đầu vào 20–50 bar Sau qua khe hẹp, áp suất đầu khoảng bar Mục đích chủ yếu giai đoạn đồng hóa cấp phân bố hạt pha phân tán vào pha liên tục 10 Tiệt trùng: a Mục đích: Quá trình tiệt trùng nhằm tiêu diệt toàn hệ vi sinh vật có mặt sữa Đồng thời trình tiệt trùng góp phần loại bỏ hợp chất gây mùi khó chòu sót sữa Nhờ thời gian bảo quản sản phẩm kéo dài, chất lượng sản phẩm ổn đònh b Biến đổi: - Vật lý : trình tiệt trùng có thay đổi lớn mặt nhiệt độ Do tăng nhiệt độ, độ nhớt sữa giảm Đồng thời số khí sữa thoát dẫn đến thay đổi thể tích, khối lượng không đáng kể - Hóa học : số phản ứng thủy phân, phân hủy xảy làm tổn thất thành phần dinh dưỡng - Sinh học : biến đổi quan trọng trình tiệt trùng Vi sinh vật sữa bò tiêu diệt hoàn toàn giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm - Hóa lý : xảy bốc nước chất dễ bay khác Một số protein tiếp tục bò đông tụ không đáng kể, sản phẩm trải qua giai đoạn xử lý nhiệt c Thông số kỹ thuật: Tiệt trùng UHT: gia nhiệt đến 140–150°C giữ khoảng giây, sử dụng phương pháp gia nhiệt trực tiếp Quá trình tiệt trùng tiến hành giai đoạn: - Gia nhiệt sơ dòng sữa sau tiệt trùng (70–80°C, phút) - Gia nhiệt sơ nước nóng (90–100°C, phút) 17 - Gia nhiệt trực tiếp (140°C) - Giữ nhiệt (140°C, 4s) - Bốc (0.8 bar) d Thiết bò :  Cấu tạo: Bơm: vận chuyển nguyên liệu vào thiết bò gia nhiệt chuẩn bò cho giai đoạn tiệt trùng Hệ thống gia nhiệt mỏng: gia nhiệt sơ Buồng gia nhiệt trực tiếp nước: phun nước trực tiếp vào dòch sữa Hệ thống ống xoắn giữ nhiệt Thiết bò bốc chân không: bốc phần nước ngưng tụ giai đoạn phun trực tiếp  Nguyên tắc hoạt động: Sau phối trộn, dòch sữa bơm đẩy vào thiết bò gia nhiệt sơ dạng mỏng Đầu tiên, dòch sữa gia nhiệt dòng sữa thu trình tiệt trùng Sau dòch sữa tiếp tục chuyển qua giai đoạn gia nhiệt nước nóng Kết thúc trình gia nhiệt sơ bộ, dòch sữa bơm vào thiết bò đồng hoá Sau đồng hoá xong, dòch sữa gia nhiệt trực tiếp nước (140–150°C) chuẩn bò cho giai đoạn giữ nhiệt Dòch sữa giữ nhiệt hệ thống ống xoắn với thời gian giây Để tránh tượng loãng sữa nước ngưng tụ giai đoạn gia nhiệt trực tiếp, dòch sữa bốc áp suất chân không lấy lượng ngưng tụ Nhờ dòch sữa hoàn toàn tiệt trùng, đảm bảo hàm lượng chất khô theo yêu cầu 11 Rót hộp – Ghép mí : a Mục đích: - Bảo quản sản phẩm - Hoàn thiện tính thẩm mỹ cho sản phẩm - Thuận lợi cho vận chuyển, mua bán b Biến đổi: Trong trình rót hộp, ghép mí, biến đổi sâu sắc diễn c Thông số kỹ thuật: Thiết bò rót hộp, ghép mí tự động Dòch sữa đậu nành rót nóng vào bao bì giấy (vô trùng) nhiệt độ 80°C d Thiết bò: Hệ thống thiết bò rót dòch, ghép mí tự động hoàn toàn thực điều kiện vô trùng đảm bảo sản phẩm không bò nhiễm vi sinh vật trình rót Trước rót dòch, bao bì xử lý vô trùng sau: Cuộn bao bì giấy phun H2O2 35% dạng sương, sau cho không khí nóng (170 - 200°C) thổi qua để đuổi hết H2O2 bám bề mặt bao bì, tiếp bao bì đưa vào giai đoạn tạo hình 18 Dòch sữa đậu nành bơm từ bồn chứa vào thiết bò rót dòch, với hệ thống tự động sữa rót vào hộp lượng cố đònh xác Sau rót dòch, hộp ghép mí Cuối sản phẩm kiểm tra thể tích, ghi thông số hạn sử dụng, lô hàng, … trước xuất xưởng IV Sản phẩm: Phân loại: Sữa đậu nành sản phẩm có liên quan phân loại dựa theo thành phần chúng sau:  Theo tiêu chuẩn phân loại FAO: - Sữa đậu nành truyền thống (thô): Làm nước trích từ nguyên hạt đậu nành Tỉ lệ đậu nước khoảng 1:5 Trong sữa có khoảng 4% protein - Sữa đậu nành loại giả sữa: tạo có thành phần giống sữa động vật Tỉ lệ đậu nước khoảng 1:7 Trong sữa có khoảng 3.5% protein Ngọt nhẹ, thêm dầu muối Có thể thêm hương sữa động vật - Nước giải khát đậu nành: Thêm thêm hương Tỉ lệ đậu nước khoảng 1:20 Trong sữa có khoảng 1% protein - Sản phẩm chua: tất loại sau lên men lactic thêm acid lactic - Loại hỗn hợp: pha trộn sữa đậu nành loại rau khác hay với sữa động vật - Bột sữa đậu nành: loại sản phẩm làm từ hạt đậu nành xay nhỏ sau gia nhiệt thành loại bột mòn  Theo tiêu chuẩn phân loại Hiệp hội thực phẩm từ đậu nành Mỹ (Soyfoods Association of America): - Sữa đậu nành (soymilk): chứa tối thiểu 3.0% protein đậu nành, 1.0% chất béo đậu nành, 7.0% hàm lượng chất khô - Thức uống từ sữa đậu nành (Soymilk drink): “Soymilk drink” loại thức uống không chất lượng “soymilk” cần chứa tối thiểu 1.5% protein đậu nành, 0.5% chất béo đậu nành, 3.9% hàm lượng chất khô - Bột sữa đậu nành (Soymilk powder): “Soymilk powder” sản phẩm nhận từ tách nước khỏi dòch sữa đậu nành, trộn protein đậu nành bột dầu đậu nành Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành, 13.0% chất béo đậu nành, 90.0% hàm lượng chất khô - Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây sản phẩm thu cách điều chỉnh hàm lượng nước sữa đậu nành, thành phần sản phẩm chứa tối thiểu 6.0% protein đậu nành, 2.0% chất béo đậu nành, 14.0% hàm lượng chất khô Thành phần hóa học: Sữa đậu nành nguồn dinh dưỡng giàu protein vitamin nhóm B Sữa đậu nành chứa isoflavones, chất giúp làm giảm LDL (cholesterol có hại) Tuy nhiên sữa đậu nành nhiều Calcium nên nhà sản xuất thường bổ sung thêm Calcium sản phẩm 19 Giá trò dinh dưỡng sữa đậu nành thể bảng sau, tính 100g sữa đậu nành: Thành phần Hàm lượng 93.3 g 2.8 g 2.0 g 0.214 g 0.326 g 0.833 g 1.8 g 1.3 g 8.8 mg 0.27 g 4.0 mg 0.58 mg 19.0 mg 49.0 mg 141.0 mg 12.0 mg 0.23 mg 0.12 mg 0.17 mg 1.3 µg Nước Protein Chất béo (lipid tổng) Acid béo bão hòa Acid béo không bão hòa đơn Acid béo không bão hòa đa Carbohydrates Xơ Isoflavones Khoáng Ca Fe Mg P K Na Zn Cu Mn Se Vitamin 0.0 mg C 0.161 mg B1 0.070 mg B2 0.147 mg B3 0.048 mg B5 0.041 mg B6 1.5 µg Acid folic 0.0 µg B12 3.0 µg A 0.010 mg E Nguồn: USDA Nutrient Database for Standard Reference 20 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm: a Chỉ tiêu hóa lý: Tỉ lệ đậu nành nước trình sản xuất sữa đậu nành thay đổi từ 1:5 đến 1:10, thay đổi ảnh hưởng đến thành phần chất lượng sữa Bảng biểu thò thay đổi thành phần sữa ứng với tỉ lệ đậu nành nước khác nhau: Tỉ lệ Đậu nành : Nước 1:5 1:6 1:7 1:8 1:9 : 10 Tổng hàm lượng chất khô (%) 9.2 8.7 7.9 7.2 6.3 5.6 Protein (%) Chất béo (%) Carbohydrate (%) Tro (%) 4.5 4.2 3.8 3.4 2.9 2.6 2.4 2.2 1.9 1.7 1.5 1.4 1.8 1.9 1.8 1.7 1.6 1.3 0.48 0.44 0.39 0.35 0.30 0.27 b Chỉ tiêu sinh học:  Vi sinh vật: Không có có mặt vi khuẩn sau: Staphylococcus aureus, Samonella enteropathogenic, Esherichia coli, Vibrio parahemolyticus, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni Không có có mặt Yersinia enterocolitica Số tế bào vi sinh vật không lớn 20.000 cfu/g Trong 1ml mẫu kiểm tra, xuất Coliform  Năng lượng: Trong 100g sữa đậu nành, cung cấp cho người sử dụng lượng lượng 33.0 kcal (hay 138.0 kJ) c Chỉ tiêu hóa sinh: Các phép thử hoạt tính enzyme Trypsine Inhibitor, lipoxygenase cho kết âm tính d Chỉ tiêu cảm quan: - Trạng thái: dung dòch đồng nhất, không tách lớp - Màu sắc: sữa đậu nành mà quy trình bỏ qua trình tách vỏ, sản phẩm có màu vàng nhạt, ngược lại, có trình tách vỏ, sữa phải có màu trắng đục đặc trưng sữa - Mùi: thơm, êm dòu đặc trưng sữa đậu nành, có thêm mùi bổ sung vào sản phẩm, mùi đậu không nhiều - Vò: ngọt, vò đắng 21 V Thành tựu sản phẩm: Hầu hết sản phẩm sữa đậu nành có mặt thò trường ngày có bổ sung vào công thức chế biến Ở châu Âu, Bắc Mỹ, nhiều vùng khác giới, người tiêu dùng quen sử dụng sữa bò có xu hướng chuyển sang sữa đậu nành Do đó, sữa đậu nành khu vực bổ sung thêm hợp chất tạo mùi để sản phẩm có hương vò giống với sữa bò Ở khu vực Đông Á, người tiêu dùng lại ưa thích sữa đậu nành thức uống có lợi cho sức khỏe Ở vùng Viễn Đông, sữa chế biến hơn, Đông Nam Á cực (hàm lượng đường bổ sung lên đến 9%) Loại sữa đậu nành Sữa đậu nành thô Thành phần bổ sung (tính theo % khối lượng sữa đậu nành) 3% đường mía, 3% CSS (10 DE), 0.2% muối 3% đường mía, 3% CSS (10 DE), 0.2% muối, 0.01% mùi cream 3% đường mía, 3% CSS (10 DE), 0.2% muối, 0.05% dòch Sữa đậu nành mùi vanilla chiết mùi vanilla, 0.01% mùi cream 6% đường mía, 1.5% CSS (10 DE), 0.2% muối, 0.65% bột Sữa đậu nành mùi chocolate cocoa, 0.03% dich chiết vanilla, 0.01% mùi cream CSS = corn syrup solids (bột sirô bắp), DE = Dextrose Equivalent Sữa đậu nành mùi cream Đường dùng thành phần sữa đậu nành CSS sử dụng thành phần nhằm tăng hàm lượng chất khô cải thiện độ nhớt thành phẩm Thực nghiệm cho thấy hàm lượng CSS từ 10 DE trở lên thích hợp Đường mía hay sucrose đóng vai trò chất tạo Ngoài ra, sử dụng sirô giàu fructose (high fructose syrup) mật ong để tăng hàm lượng chất khô, cải thiện độ hương vò cho sản phẩm Muối đóng vai trò cải thiện mùi cho sữa Hàm lượng Calcium sữa đậu nành thô khoảng 15mg Ca/100ml sữa, bằng15% so với sữa bò (100mg Ca/100ml sữa) Có thể bổ sung Calcium cho sữa đậu nành dạng Ca3(PO4)2, CaCO3, Calcium lactate, Calcium Citrate Đối với sản phẩm sữa đậu nành dinh dưỡng cao, khoáng, bổ sung thêm số vitamin (A, D, B 2, B12) acid amin không thay (methionine) Ở Bắc Mỹ châu Âu, người ta thường sản xuất sữa đậu nành không béo Có thể tách chất béo sữa trước cho sữa vào đồng hóa cách cho dòch sữa qua thiết bò ly tâm Ngược lại, Nhật Hàn Quốc, nhà sản xuất lại tiến hành bổ sung chất béo cho sữa đậu nành (1.5–3.0%) Chất béo bổ sung có tác dụng cải thiện độ nhớt, độ mòn, mùi vò, màu sắc (trắng hơn) tăng lượng calories cho sữa Chất béo bổ sung thường dầu thực vật bắp, đậu nành, hướng dương, dầu cải, … Bên cạnh đó, người ta bổ sung chất ổn đònh, chất nhũ hóa để cải thiện tính chất vật lý cảm quan cho sản phẩm 22 Sản phẩm sữa đậu nành từ quy trình INTSOY/Food Science có màu sắc, mùi vò tự nhiên, lại nguyên liệu cho sản phẩm khác kem đậu nành, yaourt đậu nành, … Ngày có nhiều loại sữa đậu nành giới với hương vò hoàn toàn khác tạo tính đa dạng cho dòng sản phẩm Một số loại sản phẩm ưa chuộng giới liệt kê bảng sau: Vitasoy Fresh (Vitasoy) - Không bổ sung Calcium - 100% không cholesterol không lactose - 100% không bơ sữa động vật - Giàu vitamin B12, B2, A - Không bổ sung màu, hương tổng hợp chất bảo quản Vitasoy Calci-Plus (UHT) (Vitasoy) - 100% không cholesterol - 100% không lactose - 100% không bơ sữa động vật - Giàu calcium - Không có màu, hương tổng hợp chất bảo quản Nature's Soy (UHT) (hoàn toàn từ thiên nhiên) - Bổ sung thêm calcium sắt - Không lảm từ sản phẩm biến đổi gen - Làm từ hạt đậu nành thiên nhiên - Không lactose - Không cholesterol - Không thêm đường tinh luyện - Không chất bảo quản Australia's Own, Maximum Calcium (UHT) (hoàn toàn từ thiên nhiên) - Không sản xuất từ nguyên liệu biến đổi gen - Bổ sung Calcium - (Chứa maltodextrin) 23 So Natural Calci-Forte (UHT) (hoàn toàn từ thiên nhiên) - Giàu calcium, vitamin D - Không lactose - Không cholesterol - Không có màu, hương tổng hợp chất bảo quản Bonsoy (UHT) - Không cholesterol - Không có màu tổng hợp chất bảo quản - Không thêm dầu Aussie Soy Original Soy Milk (UHT) (hoàn toàn từ thiên nhiên) - Không lactose - Không cholesterol - Không bổ sung đường tinh luyện - Không chất bảo quản - Không hóa chất nhân tạo Simply Soy (Fresh) (sản phẩm dành cho bệnh viện) - Không sản xuất từ nguyên liệu biến đổi gen - Giàu calcium Các sản phẩm yêu thích khác: - Vitasoy hương Berries, Vitasoy hương dâu, Vitasoy hương Chocolate (Fresh) - Vitasoy hương Chocolate (Long Life) - Vitasoy Vanilla Delight - Vitasoy tăng cường vò Chocolate - Vitasoy tăng cường vò Carob 24 Các sản phẩm nước (trên thò trường TPHCM): Vinamilk Somilk Tribeco Delta Ichiban 25 Tài liệu tham khảo [1] Lê Bạch Tuyết cộng sự, Các trình công nghệ sản xuất thực phẩm , NXB Giáo dục, 1994 [2] Falth & Hassler, Long life Product: Heat treated, Aseptically packed, Varamo, 1998 [3] Fellow P J., Food Processing Technology: Principle and Practice, CRC Press, Boca Raton, 2000 [4] George D Saravacos, Athanasios E Kostaropoulos, Handbook of Processing Equipment, Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002 [5] Kukiat Tanteeratarm, Soybean Processing for Food uses, International Soybean program, 1993 [6] TetraPak, Dairy Processing Handbook, TetraPak Processing Systems AB Publisher, Lund, 1995 [7] The Soyfoods Association of America, Voluntary Standards for the composition and labeling of soymilk in the USA, 1996 [8] Tài liệu Internet:  http://www.soya.be/history-of-soymilk.php  http://www.vnv.org.au/Articles/Soymilk.htm  http://www.fao.org/docrep/t0532e/t0532e00.htm#con  http://www.alard-equipment.com/a-f/z5540.htm  http://www.machineryandequipment.com/liquidations/food/soymilk_plant2.asp 26 ... nghệ sản xuất sữa đậu nành: III Thuyết minh quy trình: Yêu cầu chọn hạt đậu nành : Trong sản xuất, đậu nành phải lựa chọn tiêu chuẩn Chất lượng hạt đậu nành ảnh hưởng lớn chất lượng sản phẩm,... bột dầu đậu nành Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành, 13.0% chất béo đậu nành, 90.0% hàm lượng chất khô - Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây sản phẩm... phẩm 22 Sản phẩm sữa đậu nành từ quy trình INTSOY/Food Science có màu sắc, mùi vò tự nhiên, lại nguyên liệu cho sản phẩm khác kem đậu nành, yaourt đậu nành, … Ngày có nhiều loại sữa đậu nành giới