Ngày nay, Ngành chế biến thực phẩm là ngành thuộc lĩnh vực kỹ thuật — chế biến đóng vai trò quan trọng trong đời sống xã hội vì được ứng dụng rộng rãi nhất trong cuộc sống và được nhiều học sinh, sinh viên quan tâm. Tuy nhiên, không phải bạn nào cũng có thể biết rõ ngành chế biến thực phẩm là gì, tính chất của ngành ra sao? Học ngành chế biến thực phẩm thì học những gì và cơ hội nghề nghiệp ra sao? Chế biến thực phẩm — ngành học về lĩnh vực bảo quản và chế biến nông sản (Nguồn: Internet) Định nghĩa Ngành chế biến thực phẩm là gì? Ngành chế biến thực phẩm được hiểu một cách đơn giản là ngành chuyên nghiên cứu về lĩnh vực chế biến và bảo quản nông sản; kiểm tra định kỳ và ghi nhận đánh giá chất lượng nông phẩm trong quá trình chế biến; nghiên cứu phát triển giống và sản phẩm mới, tổ chức vận hành dây chuyền sản xuất và bảo quản, nghiên cứu tạo ra nguyên liệu mới … Ứng dụng của Ngành chế biến thực phẩm là vô cùng đa dạng, bởi vì tất cả những gì liên quan đến thực phẩm, thức uống, an toàn thực phẩm đều có thể ứng dụng kiến thức của ngành học này. Theo học Ngành chế biến thực phẩm, bạn sẽ được đào tạo kiến thức từ nền tảng đến chuyên sâu về vệ sinh an toàn thực phẩm; hóa học, sinh học và nguyên liệu chế biến; phương pháp chế biến thực phẩm, món ăn… nhằm tối ưu hóa dinh dưỡng và an toàn vệ sinh trong việc phục vụ nhu cầu ăn uống của xã hội. Ngoài ra, bạn sẽ còn được học lên chuyên sâu về kỹ năng chế biến các loại thực phẩm như thịt, cá, thủy sản, chế biến đông lạnh thực phẩm, chế biến bảo quản và chế biến lương thực, chế biến chế biến đồ uống, đường và chế biến chế biến sữa và các chất béo…
LE V A N V IẸ T M AN (C hủ b iê n ) LẠ I QUỐC ĐẠT, N G U Y ẺN TH Ị H IE N , T Ô N N Ữ M IN H N G U YỆT, T R A N thị th u trà CÔNG NGHẸ CHẾ BIẾN THựC p ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TBƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Lê Văn V iệt Mẫn (Chủ biên) Lại Q uốc Đ ạt - N guyễn Thị H iền T ôn N ữ Minh N g u y ệ t Trần Thị Thu Trà CỐM NGHỆ CHÉ BIỂN THựC PHẨM (Tái lần thứ hai) NHÀ XUẤT BẲN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ m in h - 2011 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU P h ầ n 1: KHÁ! QUÁT VỂ THựCPHẨM cõng nghệ THựC PHẨM 1.1 Thực phẩm 11 1.1.1 Thực phẩm gi? 11 1.1.2 Phân loại thực phẩm 11 1.1.3 Các tiêu chất lượng thực phẩm 1.1.4 Những vấn đề quan tâm người tiêu dùng chất lượng thực phẩm 16 1.2 Công nghệ thực phẩm 24 1.2.1 Khái qt cơng nghệ thựcphẩm 1.2.2 VỊ trí ngành cơng nghệ 22 24 thựcphẩm hệ thống sản xuất cung cấp thực phẩm cho người 36 1.2.3 VỊ trí ngành cơng nghệ thực phẩm hệ thống ngành công nghiệp Việt Nam 38 Tài liệu tham khảo 42 P h ẩ n 2: CÁC QUÁ TRINH CÔNG NGHỆ TRONG CỒNGNGHIỆP THựC PHẨM 2.1 Quá trìn h vật lý 2.1.1 Làm 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Tách vô 2.1.4 Lắng 2.1.5 Ly tâm 43 45 45 59 66 VO 80 2.1.6 Lọc 2.1.7 Phân riêng membrane 91 104 2.1.8 Phối trộn 2.1.9 Tạo hình 2.1.10 Nghiền 2.1.11 Đồng hóa 2.1.12 Ép 2.1.13 Ép đùn 116 132 140 158 171 179 2.1.14 Xử lý thực phẩm áp suất cao 198 2.1.15 Chiếu xạ 2.1.16 C hần 2.1.17 Thanh trùng tiệt trùng 2.1.18 Chiên 2.1.19 Nướng, rang, 2.1.20 Làm lạnh 2.1.21 L ạnh dông Tài liệu tham khảo 210 222 231 251 262 272 277 289 2.2 Q trìn h hóa học 2.2.1 Thủy phân 2.2.2 Trung hòa kiềm hóa Tài liệu tham khảo 291 291 302 309 2.3 Q trìn h hóa lý 2.3.1 Trích ly 2.3.2 Cơ đặc n hiệt 310 310 320 2.3.3 Sấy 332 2.3.4 357 Đông tụ 2.3.5 Kết tinh 2.3.6 Chưng cất 2.3.7 2.4 H ấp thụ 365 381 hấp phụ 386 2.3.8 Trao đổi ion Tài liệu tham khảo 395 404 Quá 2.4.1 2.4.2 2.4.3 406 406 417 429 trìn h sinh học N hân giống vi sinh vật Lên men Ươm mầm Tài liệu tham khảo 439 2.5 Quá trìn h hổa sinh Tài liệu tham khảo 440 462 P hần 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT s ố THựC PHAM c ô n g n g h iệ p 3.1 Chế biến lương thực 463 465 3.1.1 Tinh bột 465 3.1.2 Bánh mì 480 3.1.3 Bánh bích quy 496 3.1.4 Mì ăn liền 514 3.1.5 Snack 529 Tài liệu tham khảo 539 3.2 Sản xuất đường 541 3.2.1 Đường mía 541 3.2.2 Đường nha 567 Tài liệu tham khảo 578 3.3 Sản xuất kẹo Tài liệu tham khảo 3.4 Chế biến rau trái 579 595 596 3.4.1 Đồ hộp trái ngâm đường 596 3.4.2 Nectar 610 3.4.3 Mứt jam 621 3.4.4 Rau muối chua 629 Tài liệu tham khảo 637 3.5 Chế biến đậu 638 3.5.1 Sữa đậu nành 638 3.5.2 Đậu hũ 650 3.5.3 Protein concentrate từ đậu nành 657 Tài liệu tham khảo 668 3.6 Sản xuất thức uông pha chế 670 3.6.1 Thức uống khơng có cồn 670 3.6.2 Thức uổng có cồn 679 Tài liệu tham khảo 688 3.7 Sản xuất thức uống lền men 3.7.1 E thanol 3.7.2 Bia 3.7.3 Rượu vang 3.7.4 Rượu rhum Tài liệu tham khảo 689 689 702 716 730 740 3.8 Chế biến trà, cà phê ca cao 3.8.1 T rà xanh 3.8.2 Trà đen 3.8.3 Cà phê rang xay 3.8.4 Cà phê hoà tan 3.8.5 Bột ca cao 3.8.6 Chocolate Tài liệu tham khảo 742 742 754 764 779 793 813 828 3.9 Công nghệ sản xuất dầu béo 3.9.1 Dầu tinh luyện 3.9.1 Shortening 3.9.2 M argarine Tài liệu tham khao 829 829 853 875 891 3.10 Chế biến thịt cá 3.10.1 Paté 3.10.2 Xúc xích tiệt trùng 3.10.3 Cá xơng khói 3.10.4 Surimi Tài liệu tham khảo 894 894 907 919 936 951 3.11 Chế biến sữa 3.11.1 Sữa tiệt trùng 3.11.2 Sữa cô đặc 3.11.3 Sữa bột 3.11.4 Sữa lên men 3.11.5 Phô mai 3.11.6 Bơ 3.11.7 Kem Tài liệu tham khảo 952 952 962 971 980 991 1001 1010 1019 LỜI NĨI ĐẦU Ă n ng nhu cầu người Ngày nay, bên cạnh nhóm thực phẩm chế biến quy mơ gia đỉnh, nhóm thực phẩm chê biến quy mô công nghiệp ngày trở nên da dạng giữ vai trò quan trọng bữa ăn hàng ngày, đặc biệt ỉà nước công nghiệp phát triển Thực phẩm cơng nghiệp có ưu điểm tiện dụng chất ỉượng ổn định Công nghiệp thực phẩm xem ỉà ngành công nghiệp quan trọng quốc gia Phát triển ngành công nghiệp thực phẩm không đề cung cấp sản phẩm đảm bảo cho nhu cầu ăn uống người dân nước mà để xuất khẩu, góp phần thúc đẩy phát triển chung kỉnh tế quốc dân Quyển sách Công nghệ c h ế biến thự c p h ẩ m biên soạn để giảng dạy môn học Công nghệ chế biến thực phẩm cho sinh viên theo học ngành Công nghệ thực phẩm Tntòng Đại học Bách khoa Đại học Quốc gia TP HCM Đây môn học bẩt buộc chương trình đào tạo bậc đại học trườĩig Mục tiêu môn học trang bị cho người học phương pháp luận công nghệ học kiến thức liên quan đến thực phẩm công nghiệp công nghệ thực phẩm Nội dung sách chia thành ba phần chính: P hần giới thiệu khái quát thực phẩm công nghệ thực phẩm P h ầ n bao gồm trình kỹ thuật sử dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm Các q trình điíợc chia thành nhóm vật lý, hóa học, hóa lý, sình học hóa sinh Trong phần này, chúng tơi có giới thiệu số q trình kỹ thuật mẻ đôi với ngành cồng nghiệp thực phẩm Việt Nam trình xử lý thực phẩm áp suất cao, phân riêng membrane Chúng giới thiệu số giải pháp kỹ thuật làm nguyên liệu phương pháp tỉnh điện tỉa xạ điện từ, đồng hóa bàng sóng siêu âm, chiên phun, trích ly Lưu chất siêu tới hạrt, sấy bàng vi sóng, sử dụng thiêt bị phản ứng membrane P h ầ n trình bày quy trình sản xuất số sản phẩm tiêu biếu ngành công nghiệp thực phẩm Các sản phấm thuộc lĩnh vực chê biến lương thực; sản xuất đường, kẹo; chế biển trái cây, rau, đậu; sản xuất thức uống pha chế, thức uống lèn men; chế biến trà, cà phê, ca cao; sản xuất dầu béo; chê biến cá, thịt, sữa Quyển sách phân công biên soạn sau: - PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn • P h ẩn 1ỉ • P h ẩ n 2: biên soạn nội dung 2.1 Quá trình vật lý (mục 2.1,4, 2.1.6 - 2.2.7, 2.1.11 2.1.14 - 2,1.19); 2.2 Q trình hóa học; 2.3 Q trình hóa lý (mục 2,3.1 - 2.3.4 2.3.7 - 2.3.8); 2.4 Q trình sinh học; 2.5 Q trình hóa sinh; • P h ẩ n 3: biên soạn nội dung 3.2 Sản xuất đường (mục 3.2.2); 3.6, Sản xuất thức uống pha chế; 3.7 Sản xuất thức uống lên men; 3.11 Chế biến sữa ■ThS Lại Quốc Đạt • P h ầ n 2: biên soạn nội dung 2.1 Quá trình vật lý (mục 2.1.1 2.1.3; 21.5, 2.1.8 - 2.1.10 2.1.12 2.1.20 - 2.1.21); 2.3 Q trình hóa lý (mục 2.3.5 - 2.3.6), - ThS Nguyền Thị Hiền • P h ẩ n 3: biên soạn nội dung 3.5 Chế biến đậu; 3.10 Chế biến thịt, cá - ThS Tơn N ữ Minh Nguyệt • P h ầ n 3: biên soạn nội dung 3.4 Chế biến rau trái; 3.9 Sản xuất dầu béo - ThS Trần Thị Thu Trà • P h ầ n 2: biên soạn nội dung 2.1, Quá trình vật lý (mục 2.1.13); • P h ẩ n 3: biên soạn nội dung 3.1 Chế biến lương thực; 3.2 Sản xuất đường (mục 3.2.1); 3.3 Sản xuất kẹo - ThS Trần Thị Thu Trà ThS Lại Quốc Đạt biên soạn • P h ầ n 3ĩ nội dung 3.8 Chế biến trà, cà phê ca cao Quyển sách ỉà tài liệu tham khảo cho bạn đọc công tác lĩnh vực sản xuất nghiên cứu thực phẩm Chúng mong nhận ý kiến đống góp bạn đọc nội dung sách để lần tái sách hoàn chỉnh Thư từ góp ý xin gửi Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP HCM, 268 Lý Thường Kiệt, Q 10, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: (08) 38 64 62 51 Chủ biên PGS.TS Lê Văn V iệt Mẩn PHẦN KHÁI QUÁT VỀ THỰC PHAM VÀ CÕNG NGHỆ THỰC PHÂM KHÁ! QUÁT vế THỰC PHẨM VẢ CÔNG NGHỆ THựC PHẨM 11 1.1 TH ựCPH ẨM m 1.1.1 THựC PHẨM LÀ GÌ? Khái niệm thực phẩm (food) liên quan đến loại thức ăn thức uống người Nhìn từ góc độ hóa học thực phẩm hỗn hợp chất hóa học có nguồn gốc từ thực vật động vật, người sử dụng qua đường tiêu hóa nhằm mục đích chủ yếu dinh dưỡng Trong thực phẩm, hợp chất hữu thành phần chủ yếu Thực phẩm rấ t đa dạng chủng loại Một số loại thực phẩm rấ t phổ biến sử đụng khắp nơi tồn th ế giới, ví dụ sữa, đường saccharose Tuy nhiên, địa phương, khu vực tùy theo điều kiện địa lý thói quen ẩm thực có sản phẩm thực phẩm truyền thơng đặc trưng riêng, ví dụ natto N hật Bản, kim chi H àn Quốc, chả giò Việt Nam Hiện với vân đề tồn cầu hóa, phát triển du lịch, giao lưu văn hóa khoa học cơng nghệ nước, người dân giới có điều kiện tìm hiểu loại thực phẩm đặc trưng nhiều qc gia khác Ngồi ra, cần lưu ý theo thời gian, người sáng tạo chế biến thêm nhiều sản phẩm thực phẩm từ ngun liệu sẵn có Do đó, khơng thể thống kê đầy đủ tên sản phẩm thực phẩm có vùng miền hay quốc gia 1.1.2 PHÂN LOẠI THựC PHAM Có nhiều phương pháp để phân loại thực phẩm Chúng dựa nguyên lý khác Dưới đây, giới thiệu ba phương pháp phân loại thực phẩm a) P h ân lo i thực phẩm theo th àn h p h ần h óa học Thực phẩm có th ể chia thành bốn nhóm chính: thực phẩm giàu gluciđ, thực phẩm giàu protein, thực phẩm giàu lipid thực phẩm dạng hỗn hợp' Một sản phẩm thực phẩm b ất kỳ thường chứa nhiều hợp chất hóa học khác Trong phương pháp phân loại thực phẩm theo thành phần hóa học, người ta dựa vào hợp chất có hàm lượng cao thực phẩm (trừ nước) để phân loại sản phẩm PHẨN 1006 Tùy thuộc vào số iodine cream mà tỷ ìệ giống cấy thông số công nghệ trình lên men xử lý n hiệt lạnh thạy đổi Ví dụ cream có số iodine 30-31 tỷ lệ giống cấy 5% v/v Các chế phẩm vi khuẩn lactic trước sử dụng hoạt hóa mơi trường sữa gầy qua trùng Chế độ trùng sữa gầy với nhiệt độ 90 - 95°c thời gian kéo dài 15 - 30 phút N hiệt độ hoạt hóa ví khuẩn 20°c Q trìn h hoạt hóa xem kết thúc độ chua canh trường đạt 18 - 20°SH 3i) Lên men xử lý nhiệt lạnh Mục đích cơng nghệ; - Hồn thiện: q trình lên men tổng hợp m ột sô" cấu tử đặc trưng mùi vị cho sản phẩm bơ lên men - Chuẩn bị: trình xử lý nhiệt lạnh làm kết tinh số tinh thể béo cream để chuẩn bị cho trình tạo h ạt bơ Các biến đổi nguyên liệu - Vật lý: có thay đổi kích thước tinh th ể béo, thay đổi tỷ trọng pha liên tục cream - Sinh học: vi khuẩn lactic thực trình trao dối chất tăng sinh khối - Hóa sinh hóa học: 4Đường lactose chuyển hóa th àn h acid lactic Đây trìn h sinh tổng hợp lượng vi khuẩn lactic + Nhiều sản phẩm phụ sinh tổng hợp từ đường chất khác có canh trường Đáng ý n h ấ t aldehyde acetic, diacetyl acetoin Chúng tạo nên mùi đặc trưng cho nhóm sản phẩm bơ lên men - Hóa lý: có xuất hòa tan số tin h chất béo cream Thiết bị thông số công nghệ: nhà sản xuất thường thực trìn h cấy giống trìn h lên men - xử lý n h iệt lạnh m ột th iế t bị Có ba giai đoạn hiệu chỉnh n hiệt độ trìn h xử lý n h iệt lạnh: hạ nhiệt độ, nâng n hiệt độ hạ nhiệt độ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT s ố THỰC PHAM 1007 lần cuối Ví dụ cream có chĩ số iodine 30 - 31 giản đồ xử lý nhiệt là: 8°c - 21°c - 16°c Với phương pháp xử lý nhiệt tinh thể béo tinh khiết (tinh thể chứa chất béo có n hiệt độ nóng chảy) chiếm ưu Khi đó, tỷ lệ hàm lượng chất béo rắn chât béo lỏng sau trình xử lý nhiệt lạnh 22 - 35% 67 - 78%, bơ thành phẩm thu có độ cứng vừa phải dễ phết lên bánh, c ầ n lưu ý tổng thời gian trình lên men xử lý nhiệt lạnh không kéo dài 24 4i) Tạo h ạt bơ xử lý Mục đích cơng nghệ - Khai thác: q trình tạo h ạt bơ nhằm chuyển hóa cream sau lên men xử lý n hiệt lạnh thành h ạt bơ sữa bơ Phần sữa bơ tách phụ phẩm quy trình sản xuất bơ Các h ạt bơ xử lý tiếp tuc để tạo thành sản phẩm bơ! - Hồn thiện: q trình xử lý hạt bơ có số công đoạn bổ sung muối, hiệu chỉnh hàm ẩm f khí Chúng hiệu chỉnh số tiêu chất lượng bơ thành phẩm Các biến đổi nguyên liệu: trình tạo hạt bơ chủ yếu xảy biến đổi hóa lý vật lý như: - Xuất bọt khí cream khuấy trộn * Các h t cầu béo phân bố bề m ặt tiếp xúc pha bọt khí (pha phân tán) pha lỏng (pha liên tục) - Hiện tượng bọt bị vỡ làm phá vỡ membrane số hạt cầu béo giải phóng chất béo dạng tự - C hất béo dạng tự liên kết tinh thể béo hạt cầu béo khác, từ hình thành nên h ạt bơ - Kích thước h ạt bơ lón đần theo thời gian Ngồi biến đổi trên, cream xảy biến đổi sinh học, hóa sinh hóa học hệ vi khuẩn lactic cream tiếp tục thực trình trao đổi chất Trong trình xử lý h t bơ xảy sô' biến đổi phần hóa học cua hạt bơ (độ ẩm, hàm lượng muối ) tính chất v ật lý hổa lý (các h ạt bơ ép thành khối hình thành nên hệ nhũ tương mới: nước đầu) PHẤN 1008 Thiết bị thông số công nghệ: nhà sản xuất có th ể sử dụng th iế t bị hoạt động theo phương pháp gián đoạn liên tục Hình 3.11-6.3 giới thiệụ thiết bị làm việc liên tục 1- cửa nạp nguyên liệu vào thiết bị; 2- rây đ ể tách sữa bơ; 3- cù a thoát sữa bơ; 4- cửa vào tác nhân diều nhiệt; 5- cử a bổ sung phụ gia gia vị vào bơ, 6- c ù a tháo sả n phẩm H ìn h 3.11.6.3 T hiết bị tạo hạt bơ xử lý sản phẩm theo phương pháp liên tục T hiết bị gồm có ba vùng chính: - Vùng tạo h t bơ (I) có dạng hình trụ nằm ngang, bên có đập thực chuyển động xoay với tốc độ lên đến 2.000 vòng/ phút Cream sau trìn h lên men xử lý n h iệt lạnh bơm vào vùng Khi đó, q trìn h tạo h t bơ diễn - Vùng tạo h t bơ (II) tách sơ sữa bơ: Vùng có dạng hình trụ nằm ngang, bên có gạt thực chuyển động xoay với tốc độ thấp (30 vòng/ phút) Trong vùng này, kích thước h t bơ tăng lên Phần sừa bơ tách sơ nhờ rây (2) - Vùng xử lý: vùng có dạng hình trụ, bên trục vis Đầu tiên, h t bơ nhào trộn, phần sữa bơ tách kiệt thơng qua cửa sơ' (3) Dọc theo th â n th iế t bị có lớp vỏ áo đế hiệu chỉnh nhiệt đột nguyên liệu bên Tác nhân điều QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỖ THỰC PHẨM 1009 nhiẹt đưa vao thiêt bị qua cửa sô (4) Tại cửa sô (5), người ta bô sung thêm phụ gia / gia vị vào bên thiết bị Sau cùng, hôn hợp nguyên liệu tiếp tục nhào trộn trục vis đẩy ngồi thơng qua cửa số (6) Ở số thiết bị khác, người ta th iết kế hai vùng xử lý bơ tương tự đặt nối tiếp nhau, hai vùng xử lý, người ta lắp đặt thêm phận khí Sau giai đoạn xử lý, bơ bơm vào cyclone để chờ rót vào bao bì 5i) Bao gói Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Các biến đổi nguyên liệu: trình bao gói sản phẩm thực điều kiện kín nên không gây biến đổi đáng kể liên quan đến tiêu chất lượng sản phẩm Thiết bị thông số công nghệ: bơ đựng bao bì nhựa giấy nhơm Các thiết bị rót bơ bao gói thường hoạt động liên tục tự động hóa 4- S ả n p h ẩ m bơ Để đánh giá chất lượng bơ, người ta sử dụng tiêu sau đây: - Chỉ tiểu cảm quan: màu sắc, câu trúc, mùi vị Để đánh giá câu trúc sản phẩm, người ta phết bơ lên bánh quan sá t kết luận - Chỉ tiêu hóa lý: bao gồm hàm lượng chất béo, độ ẩm, hàm lượng chất rắn không béo, hàm lượng muối, độ chua, hàm lượng chất dinh dưỡng khác Thông thường, hàm lượng chất béo bơ dao động khoảng 80 - 82% Độ ẩm bơ không vượt 18% - Chỉ tiêu vi sinh: gồm có tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men nám sợi, hàm lượng sơ lồi vi sinh vật gây bệnh Thông thường, người ta quan tâm đến Salmonella Listeria Bơ cần bảo quản nhiệt độ 5°c nơi trán h ánh sáng Thời gian bảo quản bơ kéo dài đên vài tháng Trong trình bảo quản bơ, có th ể xảy sô biến đổi liên quan đên chât lượng sản phẩm Quan trọng biên đổi hóa học phan ứng oxy PHẦN 1010 hóa chất béo tạo nên hợp chất peroxyde gây mùi khó chịu, đồng thời làm giảm giá trị dinh dưỡng bơ Người tiêu dùng cần lưu ý mở bao bì, khơng sử dụng hết cần phải bao gói bơ lại th ậ t kín bảo quản nhiệt độ thấp 3.11.7 KEM Kem sản phẩm rấ t nhiều người ưa thích Người ta có th ể phân loại kem dựa vào th àn h phần nguyên liệu sử dụng để sản xuất kem Trong sách này, giới tầiệu công nghệ sản xuất kem sử dụng sữa làm nguyên liệu Đây loại kem phổ biến n h ấ t th ế giới I- N guyên liệu Sữa sản phẩm từ sữa: sản xuất kem, người ta sử dụng sữa dạng sữa tươi, sữa cô đặc, sữa bột nguyên sữa bột gầy Để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho kem th àn h phẩm, nhà sản xuất sử dụng chất béo có nguồn gốc từ sữa cream, bơ chất béo khan (Anhydrous Milk F at - AMF) C hất lượng cửa ngun liệu nói đánh giá thơng qua ba nhóm tiêu: cảm quan, hóa lý vi sinh Mỗi công ty tự đưa mức giá trị cho tiêu chất lượng loại nguyên liệu Đường: đường dùng để hiệu chỉnh hàm lượng chất khô vị cho kem thành phẩm Các nhà sản xuất có th ể sử dụng saccharose, đường nghịch đảo, glucose syrup giàu fructose - Saccharose (C H 2 O 1 ): đường saccharose thương mại hóa dạng tinh thể H àm lượng saccharose đường tinh luyện không thấp 99,8%- Ngoài ra, n h sản xuất quan tâm đến sơ tiêu hóa lý khác đường độ ẩm, độ tro, độ màu - Đường nghịch đảo hỗn hợp glucose fructose với tỷ lệ moi 1:1 Người ta sử dụng saccharose làm nguyên liệu để sản xuất đường nghịch đảo, xúc tác thông dụng acid (acid citric, tartaric phosphoric) chế phắm enzyme invertase Hiệu suất phản ứng thủy phân saccharose có th ể đạt đến 95% - Glucose (CfiH^Oe): đường glucose thương m ại hóa dưứi dạng tinh th ể syrup glucose Nguyên liệu để sản xuất glucose QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT s ố THựC PHAM 1011 tinh bột từ ngũ côc sô" loại củ Xúc tác sử dụng hệ enzyme: ct-amylase glucoamylase Syrup giàu fructose dung dịch có chứa hồn hợp đường fructose glucose Có ba loại syrup giàu fructose với hàm lượng fructose 45%, 55% 90% so với lượng chất khô Nguyên liệu để sản xuất syrup giàu fructose syrup glucose, sử dụng xúc tác chế phẩm enzyme glucoisomerase Cần lưu ý loại đường nói khơng ảnh hưởng đến độ kem mà làm thay đổi vị điểm đông đặc sản phẩm Đế sản xuất kem dành cho người ăn kiêng, người ta sử dụng chất khác sorbitol, aspartame, polydextrose Chất nhũ hóa: kem sản phẩm có chứa chất béo với tỷ lệ cao Trong sữa tươi có số thành phần hóa học có chức nhũ hóa (ví dụ sơ' loại protein sữa) Tuy nhiên, việc bổ sung thêm chết nhũ hóa quy trình sản xuất rấ t cần thiết Các chất nhũ hóa phổ biến sản xuất kem mono- digly ceride, ester sorbitol phân tử đường Chất ổn định: sản phẩm kem bảo quản điều kiện lạnh đông Tuy nhiên, tinh thể đá kem rấ t mịn người tiêu dùng không cảm nhận trạng thái tinh thể chúng ãn kem Để đạt yêu cầu kỹ thuật này, nhà sản xuất cần sử dụng chất ổn định sản xuất kem Đó hợp chất ưa nước Chúng liên kết với nước, làm giảm số phân tử nước tự sản phẩm góp phần điều khiển kết tinh nước q trình lạnh đơng kem Các chất ổn định thông dụng số' loại carbohydrate (agar - agar, gum arabic, carboxy methyl cellulose ) protein (gelatin, albumin, casein ) Chất m àu; chất màu tạo nên màu sắc đặc trưng cho loại kem Tùy theo quy định mồi nước, nhà sản xuất cần lưu ý đến danh mục chất màu thực phẩm liều lượng cho phép sử dụng sản xuất kem Hương liệu: hương liệu tạo nên mùi đặc trưng cho loại kem Tương tự chất màu, danh mục hương liệu liều lượng cho phép sử dụng sản xuât kem thay đổi tùy theo quy đinh cua quốc gia 1012 PHÁN Các phụ gia khác: nhà sản xuất sử dụng loại phụ giã khác sản xuất kem chất hiệu chỉnh độ chua {acid citric tartaric), chất ức chế vi sinh vật (benzoic acid) Các nguyên liệu phụ khác: để đa dạng hóa sản phẩm kem, người ta sử dụng nguyên liệu phụ mứt trá i cây, h ạt (đậu phộng, điều ), bột ca cao 2- Q uy tr ìn h c n g ng h ệ sả n x u ấ t kem Trong sách này, chúng tơi giới thiệu quy trình sản xuất kem hộp, sử dụng bao bì nhựa dể đựng sản phẩm H ình 3.11.7.1 S đ k h ô i q u y t r ìn h c ô n g n g h ệ s ả n x u ấ t k e m h ộ p QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT số THựC PHAM 1- b n ch ứ a sữ a đ ã ch u ẩ n hóa; 2- b ổ n c h ứ a syrup; 3- thùng ch ứ a ch ấ t nhũ h ó a; 4- thùng ch ứ a dung dịch chỗt ổn định; 5- thùng ch ứ a ch ă t m àu; 6- thùng ch ứ a hương liệu; 7- thiết bị p h ố i trộn; ' bơm ; 9- thiết bị trao đổi nhiệt; 10- thiết bị đ ổn g hóa; 11- thiết bị ù chín; 12- thiết bị làm lạnh đ ôn g kem s bộ; 13- b ổn c h ứ a kem sa u trình lạnh đ ô n g s bộ; 14- b ă n g tải; 15- thiết bị rót kem v o hộp; 16- thiết bị đ ó n g nắp hộp; 17- giá đ õ đựng h ộ p kem ; 18- ph ò n g lạnh dơ ng kết thúc; 19- thiết bị x ế p hộp kem v o thùng 1013 H ìn h 3.11.7.2 Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất kem hộp PHẪN 1014 3- G iải th ích quy trình cơng nghệ i) Chuẩn bị ngun liệu Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị T ất nguyên liệu phụ gia định lượng theo tích khơi lượng theo tỷ lệ quy định nhà sản xuất Các biến đổi nguyên liệu: trình chuẩn bị nguyên liệu, nguyên liêu rắn hòa tan vào nước để tạo nên dung dịch đồng Thiết bị thông số công nghệ: sử dụng cân dụng cụ/ thiết bị đo thể tích đế định lượng loại nguyên liệu phụ gia Q trình thực nhiệt độ phòng Riêng nhóm nguyên liệu giàu béo cream, AMF bơ, nhà sản xuất cần gia nhiệt chúng lên 35 • 50uc để hóa lỏng bơm chúng vào hệ thống đường ống để dẫn vào phân xưởng sẩn xt kem 2i) Phơi trộn Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị tạo hỗn hợp nguyên liệu phụ gia đồng Các biên đối nguyên liệu: q trìn h phơi trộn bao gồm biến đổi hóa lý vật lý - V ật lý: xảy khuếch tán phân tử, có thay đối tính chất vật lý tỷ trọng, độ nhớt, điểm đơng đặc - Hóa lý: hình thành nên hệ nhũ tương Thiết bị thông sổ cơng nghệ: th iết bị phơi trộn có dạng hình trụ đứng, bên có cánh khuấy hoạt động với tốc độ cao Qưá trinh phối trộn thực 50 - 65°c Các nhà sản xuất sử dụng th iê t bị có lớp vỏ áo để gia nhiệt sử dụng thêm thiêt bị trao đổi n hiệt dạng mỏng ống lồng ống để hiệu nhiệt độ hỗn hợp nguyên liệu trin h phối trộn 3Ỉ) Đồng hóa Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Q trìn h đồng hóa làm ổn định hệ nhũ tương hỗn hợp nguyên liệu làm cho ketn th àn h phẩm có độ đồng n h ấ t cao Các biển đổi nguyên liệu thiết bị: tương tự q trình đồng hóa phần 3.11.1 (Sữa tiệ t trùng) QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT s ố THỰC PHẨM 1015 Hỗn hợp nguyên liệu gia nhiệt đến 65 - 70°c di vào th iết bị đồng hóa hai cấp Áp lực đồng hóa cấp 200 bar 4i) Thanh trùng Mục đích cơng nghệ: bảo quản Q trìn h trùng làm giảm m ật độ vi sinh vật kem th àn h phẩm, Các biến đổi nguyên liệu thiết bị: tương tự trình trùng phần 3.11.2 (Sừa đặc) Nhiệt độ thời gian trùng 83 - 85°c 15 giây 5i) ủ chín Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị Q trình ủ chín nhằm thực số biến dổi hóa lý cần th iết hỗn hợp nguyên liệu để chuẩn bị cho trình lạnh đơng Các biển đổi ngun liệu Trong q trình ủ chín chủ yếu xảy biến đổi hóa lý: - C hất ổn định hydrate hóa - Mơt số phân tử protein hấp phụ lên bề m ặt tiếp xúc hai pha: pha phân tán (các hạt béo) pha liên tục hỗn hợp - Một phần chất béo kết tinh Những biến đổi làm cho hàm lượng nước tự hỗn hợp giảm dần: số phân tử nước chuyển sang tồn â đạng nước liên kết, m ột sô' phân tử nước phân tán mạng lưới protein sữa chất ổn định hỗn hợp nguyên liệu Nhờ mà kem thu sau q trìn h lạnh đơng có cấu trúc mịn đồng Thiết bị thơng số cơng nghệ: sử dụng thiết bị hình trụ đứng, bên có cẩnh khuấy, xung quanh thân lớp vỏ áo đế hiệu chỉnh nhiệt độ N hiệt độ q trình ủ chín - 4°c, thời gian ủ chín dao động khoảng - 6Ỉ) Lạnh đông sơ Mục đích cơng nghệ: chế biến Trong q trìn h lạnh đơng sơ bộ, người ta thoi khí vào hon hợp nguyên liệu để làm tàng thể tích, dồng thời kết tinh phần nước 1016 PHẨN dạng tinh thể đá th ậ t mịn phân bô" chúng hỗn hợp Hiện tượng tạo nên cấu trúc xốp đặc trưng cho kem th àn h phẩm Các biến đổi nguyên liệu: chủ yếu xảy biến đổi vật lý hóa lý - Vật lý: có thay đổi trạn g thái, th ể tích tỷ trọng hỗn hợp nguyên liệu - Hóa lý: + Khoảng 30 - 70% lượng nước bị kết tinh + Xuất bọt khí hỗn hợp nguyên liệu làm thay đổi diện tích bề m ặt pha Thiết bị thơng số cơng nghệ: hình 3.11.7.3 giới thiệu kiểu th iế t bị dùng để thực trìn h lạnh đông sơ sản xuất kem Am pe k Đ ả o trộ n hỗr h ợp n g u y ô n liệu v k h í Khơng vào N g u y ê n liệ u v o (0 -6 C ) Ị g n C h(ja v ib,p4 n h ả n lạ n h H ìn h 3.11.7.3 Thiết bị lạnh đơng thổi kh í sản xuất kem Hỗn hợp ngun liệu sau q trìn h ủ chín bơm vào th iết bị lạnh đông sơ Tại cửa vào, hỗn hợp phôi trộn với không khí vơ trùng Thơng thường, th ể tích hỗn hợp sau nạp khơng khí tăng 80 - 100% so với ban đầu QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ THựC PHẨM 1017 Phần thiết bị lạnh đơng hai ống hình trụ nằm ngang, đồng trục, có đường kính khác đặt lồng vào M ặt ngồi thân ống hình trụ đường kính lớn lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh, lớp cách nhiệt Trục khuấy lắp đặt tạ i vị trí trục hai ống hình trụ Trên trục khuấy có gắn cánh khuấy với dao cạo Chúng có chức cạo phần nguyên liệu bị bám dính bề m ặt ống hình trụ Phần thân ngồi ống hình trụ dường kính nhỏ thiết kế với bề mặt lồi lõm, thực chuyển động xoay tròn, chúng có chức giúp cho hỗn hợp nguyên liệu đạt độ xốp trạng thái đồng Trong tl’inh hoạt động, hỗn hợp nguyên liệu sau nạp khơng khí vào khoảng khơng gian trống hai thân trụ N hiệt độ hỗn hợp hiệu chỉnh khoảng từ -2 đến -7°c Cánh khuấy hoạt động liên tục nhờ motor đặt bên thiết bị Khi kết thúc trình này, thu kem bán thành phẩm có cấu trúc râ t mềm xốp 7i) Rót hộp đóng nắp Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Các biến đổi cửa ngun liệu: q trình rót hộp đóng nắp khơng làm thay đổi đáng kế’ thành phần hóa học sản phẩm Thiết bị: có nhiều hệ thống thiết bị rót kem tự động Người ta thường đùng phương pháp định lượng theo thể tích để rót kem vào hộp Bao bì làm nhựa thường có dạng hình hộp chữ nhật Sau rót kem vào bao bì, sản phẩm đóng nắp 8i) Lạnh đơng kết thúc Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Q trình lạnh đơng kết thúc làm tăng độ cứng kem Các biến đổi cửa nguyên ỉiệu: chủ yếu xảy biến đối hóa lý Các phân tử nước tự kem tiếp tục kết tinh Do câu trúc đặc trưng kem bán thành phẩm với bọt khí, hạt béo ĩĩiạng lưới không gian protein sữa chât ôn định nên tinh the đá xuất kem có kích thước nhỏ đơng đêu T h iế t bị th ô n g s ố cơng hghệ: có n h iề u kiểu th iế t bị đ ể thực 1018 PHẨN q trình lạnh đơng k ết thúc Đối với sản phẩm kem hộp, phổ biến n h ấ t sử dụng tủ lạnh đơng phòng lạnh đơng hoạt động theo phương pháp gián đoạn liên tục Ở nhà máy lớn, người ta sử dụng phòng lạnh đơng Khơng khí phòng có n hiệt độ xấp xỉ -4 °c chuyển động với tốc độ - m/s Tùy theo tích hộp kem sử đụng mà thời gian lạnh đông k ết thúc thay đổi từ 45 phút đến 4- S ả n p h ẩ m kem Người ta sử đụng tiêu sau để đánh giá chất lượng kem: - Chỉ tiêu cảm quan: cấu trúc, mùi, vị, màu sắc - Chỉ tiêu hóa lý: gồm tiêu liên quan đến thành phần dinh dưỡng hàm lượng chất béo, protein, carbohydrate, hợp chất khoáng, vitamin, lượng ẩm - Chỉ tiêu vi sinh: bao gồm tống số vi khuẩn hiếu khí, nấm men, nâm sợi, hàm lượng sô" vi sinh vật gây bệnh thường gặp Salmonella, Listeria, Staphylococcus aureus N hiệt độ thích hợp nhâ't để bảo quản kem -30°c Trong trình bảo quản, nhiệt độ kem không vượt -18°c Cần lưu ý q trình phân phơi sản phẩm , nhiệt độ tăng cao th ì lớp kem bề m ặt sản phẩm dễ bị chảy ra, làm biến dạng sản phẩm ảnh hưởng đến câu trúc kem Nếu chứng ta thực q trìn h lạnh đơng sản phẩm trở lại phần đường lactose sữa bị k ết tinh Ngồi ra, sơ phân tử nước tái k ết tin h với kích thước lổn người tiêu dùng cảm nhận có m ặt tin h th ể ăn kem Nêu bảo quản kem điều kiện n hiệt độ quy định thời gian bảo quản có th ể kéo dài đến - tháng QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT s ố THỰC PHAM 1019 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uông, Tập 1: Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp HCM, 2006, 297 trang Bylund G., Dairy processing handbook Tetra-Pak processing systems AB Publisher, Lund, 1995, 436p Fox F.F., McSweene P.L.H., Dairy chemistry and biochemistry, Blackie Academic & Professional, London, 1998, 478p Hui Y.H., Meunier-Goddik L., Hansen A.S., Josephsen J., Nip W.K., Stanfield P.S., Toldra F., Handbook of food and beverage fermentation technology, Marcel Dekker Inc., New York, 2004, 906p Lavernia E.J., Yue Wu, Spray atomization and deposition, John Wiley and Son, Chichester, 1996, 626p Law B.A., Technology o f cheese making, CRC Press, Boca Raton, 1999, 322p M arth E.H., Steele J.L., Applied dairy microbiology, Marcel Dekker Inc., New York, 2001, 774p Mattila-Sandhoỉm T., Saarela M Functional dairy products, CRC Press, Boca Raton, 2003, 400p Miller J.D., Jarvis J.K., McBean L.D., Handbook o f dairy foods and nutrition, 2nd edition, CRC Press, Boca Raton, 2000, 414p 10 Smit G Dairy processing: improving quality, CRC Press, Boca Raton, 2003, 546p 11.W alstra p., Geurts T.J., Noomen A., Jellem a A., Van Boekel M.A.J.S., Dairy technology: principles o f milk, properties and processes, Marcel Dekker Inc , New York, 1999, 727p 12 Champagne c., Production de ferments lactiques dans I Industrie laitiere, Edisem, Quebec, 1998, 210p CƠNG NGHỆ CHẾ BlẾN THựC PHAM • I Lê V ăn V iệt M ân (cb), L ại Quồc; Đạt, N g u y ên T hị H iền T ôn N ữ M in h N gu yệt, T rần T hị T hu H à_ _ _ _ _ _ _ _ _ NHÀ XUẤT BẢN Đ Ạ I H ỌC Q UỐ C G IA T P H CH Í M IN H KP 6, P Linh Trung, Q Thủ Đức, TPHCM Sô Cống trường Quốc tế, Q.3, TPHCM ĐT: 38239172, 38239170 F ax: 38239172; Email: vnuhp@vnuhcm.edu.vn iỉ Chịu trách nhiệm xuất TS HUỲNH BÁ LÂN TỔ chức thảo chịu trách nhiệm tác quyền TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TPHCM Biên tập TRẦN VĂN THẤNG Sửa ỉn THÙY DƯƠNG Trình bày bìa VÕTHị HỒNG lỉi t i b ả n 0 c u ố n , k h ổ 16 X c m S ố đ ă n g k ý K H X B : -2 1 /C X B /4 -0 /Đ H Q G -T P H C M Q u y ế t đ ịn h x u ấ t b ả n số : /Q Đ -Đ H Q G -T P H C M /T B n g y /7 /2 1 c ủ a N h x u ấ t b ả n Đ H Q G T P H C M I n t i X n g i n Đ i h ọ c B c h k h o a - Đ H Q G T P 'H C M N ộ p lư u c h i ể u t h n g n ă m 1 ... thực phẩm 16 1.2 Công nghệ thực phẩm 24 1.2.1 Khái quát công nghệ thựcphẩm 1.2.2 VỊ trí ngành cơng nghệ 22 24 thựcphẩm hệ thống sản xuất cung cấp thực phẩm cho người 36 1.2.3 VỊ trí ngành cơng nghệ. .. pháp luận công nghệ học kiến thức liên quan đến thực phẩm công nghiệp công nghệ thực phẩm Nội dung sách chia thành ba phần chính: P hần giới thiệu khái quát thực phẩm công nghệ thực phẩm P h ầ... biên PGS.TS Lê Văn V iệt Mẩn PHẦN KHÁI QUÁT VỀ THỰC PHAM VÀ CÕNG NGHỆ THỰC PHÂM KHÁ! QUÁT vế THỰC PHẨM VẢ CÔNG NGHỆ THựC PHẨM 11 1.1 TH ựCPH ẨM m 1.1.1 THựC PHẨM LÀ GÌ? Khái niệm thực phẩm (food)