Báo cáo: Thu nhận chất xơ và ứng dụng trong các sản phẩm từ sữa

Trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM d BK TP HCM Đề tài: GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SVTH : Phạm Văn Linh Đỗ Xuân Tùng Trần Ngọc Uyển Lê Thị Hải Yến TP HỒ CHÍ MINH 11/2007 60401366 60403019 60403078 60403263 I Mở đầu 1.Chất xơ Định nghóa xơ vấn đề nhiều tranh cãi chuyên gia lónh vực Các định nghóa dựa quan điểm chính: Quan điểm dựa vào thực vật học, xem xơ thành phần màng tế bào thực vật Quan điểm thứ dựa thành phần hóa học phương pháp xác định xơ thực phẩm, bao gồm tất polysaccharide không chứa tinh bột Quan điểm cuối dựa sinh lý dinh dưỡng xơ, bao gồm polysaccharide lignin không tiêu hóa vùng dày – ruột non Chất xơ có lọai : + Chất xơ không hòa tan ( Insoluble fiber ) thường có cám lúa mì, bột mì tòan phần, vỏ trái cây, rau, hạt, nhân hạt… + Chất xơ hòa tan ( Soluble fiber ) thường có cám yến mạch, đậu, pectin trái cây, lúa mạch, inulin từ chicory… Oligo-saccharides (Prebiotic hay chất xơ) đường đa (carbohydartes) có cấu tạo chuỗi 3-10 đơn vị đường đơn như: galacto, fructo, gluco Các Oligosaccharide không thủy phân ruột non nên gọi chất xơ phần ăn Trong sữa mẹ có chưá 130 Oligo-saccharides với hàm lượng khoảng 12-15g/lít a.Vai trò: Oligosaccharides có nhiều tác dụng có lợi cho thể: 1/ Tăng sức đề kháng với vi khuẩn gây bệnh đường ruột thông qua chế: - Cạnh tranh chất dinh dưỡng nơi cư trú - Sản sinh sản phẩm chuyển hóa cuối có hoạt tính kháng vi khuẩn kháng nhiễm trùng 2/ Kích thích miễn dịch đường tiêu hóa: - Gia tăng hoạt tính vi khuẩn chí đường ruột, đặc biệt dòng Bifidobacteria - Gia tăng hoạt tính đại thực bào tăng tiết kháng thể chỗ IgA - Điều hoà đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu khác cho thể 3/ Tăng hấp thu Canxi khoáng chất trình lên men ruột già, Oligosaccharit sản sinh axit béo chuỗi ngắn, tạo môi trường axit nhẹ ruột già 4/ Quá trình lên men sản sinh khí nước có tác dụng làm cho phân mềm xốp phòng chống táo bón, đồng thời tăng cường khả kháng vi khuẩn cách giảm bớt số vi khuẩn nội sinh đường ruột qua việc đào thải phân ngày b.Các Oligo-saccharides thường gặp: - Hai loại Oligosacharides thường bổ sung vào thực phẩm cho trẻ nhỏ Galacto-Oligosaccharides (còn GOS) Fructo-Ologosaccharides (còn gọi FOS hay Inulin) Cả GOS FOS có vai trò chức đặc hiệu Oligosaccharides: - GOS (Galacto-Oligosaccharides) Oligosaccharide tìm thấy sữa mẹ - FOS ( Fructo-Oligosaccharide, Inulin) Oligosaccharide tìm thấy tự nhiên, có nhiều loại rau o Các Oligosacharides khác dùng bổ sung vào phần ăn hàng ngày phổ biến GOS FOS là: - Transgalacto-oligosaccharides (TOS) chuỗi galactose với phân tử glucose đầu tận Chúng tạo thành từ lên men lactose TOS tan không bị tiêu hoá, bị lên men ruột già Lượng TOS sữa mẹ thấp (2-4 mg/l) TOS kích thích có chọn lọc phát triển bifidobacteria, tác dụng tương tự Fructo-Oligosacchrides (FOS), TOS có điểm thuận lợi với FOS không làm tăng nguy sâu c Nguồn gốc: o Trong sữa mẹ có chứa 130 carbohydrates khác với hàm lượng khoảng 12-15g/lít Hiện có số Oligosacharides có vai trò đặc biệt chứng minh, vai trò đặc hiệu Galacto-Oligosaccharide bật o Có nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật, đặc biệt có nhiều loại rau, quả, ngũ cốc d Chuyển hoá hấp thu: o Chỉ có phần nhỏ Oligosaccharides thuỷ phân dày cho đường đơn hấp thu ruột non Một phần đường đơn tiêu thụ ruột nguồn lượng để trì tái tạo tế bào ruột o Phần lớn Oligosaccharides đưa xuống ruột già lên men đây, thực vai trò sinh lý đặc hiệu Oligosaccharide e Thiếu Oligosaccharides: o Thông thường xảy Oligosaccharides diện nhiều loại thực phẩm có phần ăn hàng ngày Hiện nay, loại thực phẩm chế biến sữa bột, bánh kẹo số đồ uống có bổ sung thêm Oligosaccharides o Một chế độ ăn Oligosaccharides uống nước gây táo bón, kéo dài tình trạng táo bón gây viêm đại tràng, tró f Thừa Oligosacharides: Rất xảy Tuy nhiên số người nhạy cảm, chế độ ăn nhiều chất xơ gây tình trạng đầy tiêu nhiều lần ngày (không phải tiêu chảy) Trong phạm vi ta nghiên cứu bổ sung chất xơ dạng hòa tan ( inulin, FOS…) vào sản phẩm sữa S Giới thiệu inulin: Inulin fructan, polyme bao gồm tiểu phần fructose đầu glucose Công thức phân tử inulin GFn, với: • G gốc glucosyl • F gốc fructosyl “n” có giá trị từ – 70 số phân tử fructose liên kết với glucosyl (De Leenheer Hoebregs, 1994) • Chuỗi fructan ngắn inulin 1-kestose Mức độ polymer hóa mạch đặc trưng số DP (degrees of polymerization) số lượng tiểu phần phân tử fructan : DP = + n Các phân tử inulin có DP < 10 fructose thông thường coi fructo-oligosaccharide điển hình Đặc tính ứng dụng: Tính chất hóa học: • Có thể hình thành gel có tính ổn định cao • Chiều dài chuỗi inulin yếu tố quan trọng nhiều chủng vi khuẩn, hoạt tính men inulinase khác • Giá trị calo thấp, không cariogenicity, FOS có độ 30% saccharose FOS điều chế thông thường sử dụng enzym vi khuẩn saccharose 40% Nguồn gốc thu nhận inulin chủ yếu liệt kê theo bảng số liệu sau Nguồn thu nhận Bộ phận thu nhận Hàm lượng chất khô(% khối lượng) Hàm lượng inulin(% khối lượng) Hành Củ ± 12 2±6 Hoa hướng dương Củ 19 ± 25 14 ± 19 Chicory Rễ 20 ± 25 15 ± 20 Tỏi tây Củ chieàu (1) (2) (3) (4) (A) Nhập liệu Không khí nóng Dòng hạt khô Khí ẩm Vòi phun dịch trích Hình: Cách thức tiếp xúc dòng lỏng phun sương không khí nóng 13 IV Sản xuất chất xơ từ enzyme fructosyltransferase : Như trình bày, SST tổng hợp phân tử fructose-oligosaccharide từ chất ban đầu sacarose Và nhờ enzyme TTF ta thu fructan có DP lớn Đó inulin có DP > 10 Vì để thu nhận inulin, hướng thứ người ta thu nhận enzyme để sản xuất inulin Cơ chế trình bày sở khoa học phương pháp Cấu trúc hóa học sucrose ( bên trái), inulin ( giữa) oligofructose ( bên phải) 14 Theo nghiên cứu Pollock et al., (1993) Emzyme tổng hợp inulin tế bào emzyme sucrose-sucrose fructosyltransferase (SST) Dưới xúc tác emzyme SST chất sucrose chuyển hóa thành trisaccharides (Isokestose, kestose, and neokestose) a glucose minh họa phản ứng Equation GF + GF > GFF + G Sucrose-sucrose fructosyltransferase có hoạt tính cao sacarose nồng độ (615%) Sau phản ứng 1, sau tổng hợp trisaccharide nhờ emzyme SST, chuỗi polymer nối dài nhờ tác động enzyme fructan-fructan fructosyl transferase (FFT), xúc tác cho chuyển hóa đơn vị fructose từ polymer cho sang chất nhận Enzyme sử dụng trisaccharide để tạo polymer dài fructan giải phóng sucrose theo phương trình FFT G(F)n + G(F)m > G(F)n-1 + G(F)m+1 Chính SST FFT gọi enzyme có chức polymer hóa.Inulin tổng hợp từ chicory có mức độ polymer hóa khác nhau Mức độ đặc trưng số DP (degrees of polymerization) Thông thường số nằm khoảng từ ( tương ứng với GF2) đến khoảng 60 Theo thống kê từ phía người Mỹ hàm lượng inulin sử dụng thực phẩm liệt kê theo bảng số liệu sau V Chất xơ sản phẩm từ sữa có chứa chất xơ: Giới thiệu quy trình sản xuất sữa, chất xơ hòa tan bổ sung vào giai đoạn phù hợp để tạo thành sản phẩm sữa phù hợp với cho chế độ ăn uống Nhằm tận dụng lợi ích chất xơ Như Fibruline® inulin tự nhiên thêm vào sữa để tăng hàm lượng chất xơ giảm hàm lượng đường , béo 15 A/ Nhóm sữa tươi 1/Sữa tiệt trùng UHT Nuvita 16 Thành phần bổ sung vi chất dinh dưỡng: • Nuvita hương dâu Thành phần Đơn vị I Thành phần dinh dưỡng Năng lượng Kcal Chất đạm g Chất béo g - Omega mg - Omega mg Carbohydrate g Xơ thực phẩm g (FOS/Inulin) Taurine mg Lysine mg II Vitamin khoáng chất Vitamin A IU Vitamin D3 IU Vitamin B1 μg Vitamin B2 μg Vitamin B6 μg Vitamin PP μg Axit Folic μg Axit μg Pantothenic Fe mg Zn mg Ca mg Mg mg • Nuvita có đường Thành phần Đơn vị I Thành phần dinh dưỡng Năng lượng Kcal Chất đạm g Chất béo g - Omega mg - Omega mg 17 Trong 180ml 118 5.0 2.9 14 56 18 900 522 360 90 36 324 36 139 450 2.88 2.70 198 16 Trong 180ml 131 5.0 5.4 27 108 Carbohydrate g Xô thực phẩm g (FOS/Inulin) Taurine mg Lysine mg II Vitamin khoáng chất Vitamin A IU Vitamin D3 IU Vitamin B1 μg Vitamin B2 μg Vitamin B6 μg Vitamin PP μg Axit Folic μg Axit μg Pantothenic Fe mg Zn mg Ca mg Mg mg 16 900 522 360 90 36 324 36 139 450 2.88 2.70 198 16 2/Sữa tiệt trùng Nuti • Nuti có đường Thành phần Đơn Trong vị 110ml I Thành phần dinh dưỡng Năng lượng Kcal 85 Chất đạm g 3.3 Chất béo g 3.7 Carbohydrate g 9.5 Lysine mg 330 II Vitamin khoáng chất Vitamin A IU 171 Vitamin D3 IU 33 Vitamin E μg 77 Vitamin B1 μg 31 Vitamin B2 μg 198 Vitamin B6 μg 26 Vitamin PP μg 85 18 Trong 180ml 141 5.4 6.1 16 540 279 54 126 50 324 45 139 Mn Cu I μg μg μg 25 80 75 9.8 31 29.3 5/ Obilac Thành phần dinh dưỡng pha: Thành phần Đơn vị Trong 100g I Thành phần dinh dưỡng Năng lượng Kcal 361 Chất đạm g 28.2 Lysine mg 2600 Arginine mg 900 Chất béo g 1.1 Carbohydrate g 59.6 27 Trong 200ml sữa pha 94 7.3 676 234 0.3 15.5 FOS/Inulin g II Vitamin Vitamin D3 IU Vitamin C mg Vitamin B1 μg Vitamin B2 μg Vitamin B6 μg Vitamin B12 μg Niacin μg Biotin μg Axit μg Pantothenic Axit Folic μg III Khoáng chất Ca mg Na mg K mg Cl mg P mg Mg mg Zn mg 4.8 1.2 230 13 200 1400 240 740 22 2400 60 3.4 52 354 62 0.8 192 624 52 14 1005 320 1600 600 850 100 261 82 416 156 221 26 0.8 6/Nuvita Thành phần bổ sung vi chất dinh dưỡng (NuVita hương Sôcôla): 28 Đơn vị Trong 100g I Thành phần dinh dưỡng Năng lượng Kcal 466 Chất đạm g 17.9 Chất béo g 19.8 - Omega mg 320 - Omega mg 850 - DHA mg 5.0 - ARA mg 5.0 Carbohydrate g 54 Xơ thực phẩm g 3.0 (FOS/Inulin) Taurine mg 28 Lysine mg 1880 II Vitamin Vitamin A IU 1800 Beta-caroten μg 140 Vitamin D3 IU 295 Vitamin E IU 1.4 Vitamin K μg 4.2 Vitamin C mg 8.7 Vitamin B1 μg 210 Vitamin B2 μg 900 Vitamin B6 μg 163 Vitamin B12 μg 1.5 Niacin μg 875 Biotin μg 20 Axit μg 1500 Pantothenic Axit Folic μg 160 Choline mg 60 III Khoáng chất Na mg 250 K mg 1020 Cl mg 793 Ca mg 630 P mg 515 Thaønh phần 29 Trong 210ml sữa pha 210 8.1 8.9 144 383 2.3 2.3 24 1.4 12.6 846 810 63 133 0.63 1.89 3.9 95 405 73 0.68 394 675 72 27 113 459 357 284 232 Mg Fe Zn Mn Cu I mg mg mg μg μg μg 76 9.2 8.3 254 217 62 34 4.1 3.7 114 98 28 7/SPORTMILK THÀNH PHẦN Sữa bột, whey protein, dưỡng chất MCT (Medium Chain Triglycerides), đường lactose, taurine, L-Lysin, oligofructose, Omega-3, Omega-6, hương vani, khoáng chất hỗn hợp (Ca, Na, K, Fe, P, Mg…) vitamin hỗn hợp (A, B, C, D, E, K…) Calories : 348 kcal Trong Calories từ mỡ : 162 kcal Tổng lượng mỡ : 18g Trong mỡ bão hòa(mỡ có lợi cho thể): g (trong 80 % MTC's) Cholesterol : 3mg Sodium : 200 mg Potassium : 595 mg Carbonhyrate : 12g Chất sơ ( Dietary Fiber) < 2g Chất đường (sugars) 6g Protein : 32 g ( gồm nhiều vi protein dễ hấp thu) Các vitamine: Vit A, C, D, E, Thiamine, Ribloflavin, Niacin, B6,a cid Folic, B12, Biotin, Pantothenic acid- chất khoáng : Calcium, Iron, iodine, Mg , Zn, Cu, Chromium… 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống Tập 1: Công nghệ sản xuất thực phẩm từ sữa NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TPHCM, 2004, 296 trang Gosta Bylund Dairy processing handbook Tetra Pak Processing Systems AB Publishers, Lund, 1995, 436p Saravacos G.D., Kostaropoulos A.E Handbook of Food processing equipment Kluwer Academic/ Plenum Publishers, New York, 2002, 698 trang http://www.library.siue.edu/lib/ http://proxy.lib.mcw.edu/menu http://www.ozscientific.com 31 I Mở đầu 1.Chất xơ Đặc tính ứng dụng: 2.Nghieân cứu ứng dụng bổ sung chất xơ vào sản phẩm từ sữa II.Quy trình công nghệ sản xuất chất xơ III Giải thích quy trình công nghệ 1) Làm sạch: 2) Cắt thái 3) Nghiền ép 4) Loïc: 5) Cô đặc: 10 6) Saáy: 11 IV Sản xuất chất xơ từ enzyme fructosyltransferase : 14 V Chaát xơ sản phẩm từ sữa có chứa chất xơ: 15 A/ Nhóm sữa tươi 16 B/Nhóm sữa bột 21 32 ... sử dụng thực phẩm liệt kê theo bảng số liệu sau V Chất xơ sản phẩm từ sữa có chứa chất xơ: Giới thiệu quy trình sản xuất sữa, chất xơ hòa tan bổ sung vào giai đoạn phù hợp để tạo thành sản phẩm. .. 1 .Chất xơ Đặc tính ứng dụng: 2.Nghiên cứu ứng dụng bổ sung chất xơ vào sản phẩm từ sữa II.Quy trình công nghệ sản xuất chất xơ III Giải... 11 IV Sản xuất chất xơ từ enzyme fructosyltransferase : 14 V Chất xơ sản phẩm từ sữa có chứa chất xô: 15 A/ Nhóm sữa tươi 16 B/Nhóm sữa boät