Tối ưu hóa cảm quan công thức sữa bột

MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Sữa bột: phân loại công nghệ sản xuất .1 1.1.2 Chất lượng sữa bột thị trường tiêu thụ .7 1.2 Phương pháp tối ưu hóa cơng thức sản phẩm phương pháp cảm quan 1.2.1 Cơ sở phương pháp 1.2.1.1 Chất lượng thị hiếu yếu tố ảnh hưởng 1.2.1.2 Phương pháp đánh giá chất lượng thị hiếu 12 1.2.2 Phương pháp chung để tối ưu hóa cơng thức sản phẩm nghiên cứu ứng dụng 1.2.2.1 Tính cấp thiết việc tối ưu hóa sản phẩm 13 1.2.2.2 Bốn bước thực để tối ưu hóa sản phẩm phương pháp cảm quan .13 1.2.2.3 Phương pháp đáp ứng bề mặt 15 1.2.2.4 Các nghiên cứu phương pháp tối ưu sản phẩm 15 CHƯƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nghiên cứu 1: Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng 2.1.1 Khảo sát thị hiếu sơ 18 2.1.2 Khảo sát thị hiếu sản phẩm 19 2.2 Nghiên cứu 2: Xây dựng hội đồng – Xác định khoảng dao động biến nghiên cứu 2.2.1 Lựa chọn thành lập hội đồng 2.2.1.1 Phép thử nhận biết vị .21 2.2.1.2 Phép thử mô tả mùi 22 i Trang 2.2.1.3 Phép thử so hàng 24 2.2.2 Huấn luyện cho điểm biến nghiên cứu 26 2.2.2.1 Huấn luyện cho điểm vị 2.2.2.2 Huấn luyện cho điểm hương vani 2.2.2.3 Huấn luyện cho điểm cảm giác béo 2.2.3 Xác định khoảng dao động biến nghiên cứu 28 2.2.3.1 Xây dựng đường cong cường độ cảm nhận độ 2.2.3.2 Xây dựng đường cong cường độ cảm nhận hương vani 2.2.3.3 Xây dựng đường cong cường độ cảm nhận cảm giác béo 2.2.3.4 Cách xử lý kết 2.3 Nghiên cứu 3: Tối ưu hóa cơng thức theo định hướng người tiêu dùng 2.3.1 Xây dựng phương trình hồi quy 30 2.3.2 Dùng phương pháp leo dốc Box – Wilson để xác định giá trị tối ưu biến nghiên cứu 32 2.3.3 So sánh mẫu sữa bột tối ưu với mẫu khác 33 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Nghiên cứu 34 3.2 Nghiên cứu 38 3.3 Nghiên cứu 45 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC A PHỤ LỤC B PHỤ LỤC C ii Chương I: Tổng quan tài liệu 1.1 NGUYÊN LIỆU 1.1.1 Sữa bột: phân loại công nghệ sản xuất [5, 35] 1.1.1.1 Phân loại sữa bột Sữa thực phẩm thiết yếu sống, nguồn dinh dưỡng hoàn hảo sức khỏe tăng trưởng nhân loại Sữa sản phẩm sữa bên cạnh việc đem lại ngon miệng cho người tiêu dùng cịn giúp cho thể phát triển chiều cao, tăng cường sức đề kháng, giải độc Đối với trẻ em, sữa thành phần quan trọng cho phát triển thể lực trí tuệ Vì ngành chế biến sữa đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế nước nhà Theo ước tính chuyên gia, thị trường sữa Việt Nam có tốc độ tăng trưởng trung bình 18-20%/năm, riêng năm 2005 22% với tổng doanh thu khoảng 13000 tỷ Nhận thức tầm quan trọng sản phẩm sữa để tạo đa dạng phong phú cho mặt hàng sữa, nhiều sản phẩm sữa phát triển Trên thị trường Việt Nam sữa bột chia làm loại dựa vào hàm lượng béo có sữa: sữa bột nguyên kem (whole milk powder) sữa bột gầy (skim milk powder) với hàm lượng chất béo tương ứng 26 ÷ 33% khoảng 1%, độ ẩm sữa bột dao động khoảng 2,5 ÷ 5,0% Ở khoảng giới hạn ẩm thấp nên khơng có phát triển vi sinh vật giúp cho việc kéo dài thời gian bảo quản sữa bột Thời gian bảo quản sữa bột gầy tối đa năm, sữa bột nguyên kem sử dụng tối đa vòng tháng Tuy nhiên phân loại sữa bột dựa vào khả hòa tan: sữa bột tan nhanh sữa bột thường 1.1.1.1.1 Sữa bột gầy: Trang Chương I: Tổng quan tài liệu Bảng 1.1: Tính chất sữa bột Giới hạn tối đa Tính chất Phương pháp sấy phun Phương pháp sấy trục (sấy tiếp xúc) Hàm lượng chất béo 1,25% 1,25% Độ ẩm 4,00% 4,00% Chỉ số hòa tan * 1,25 ml 15,00 ml 50 000 khuẩn lạc/g 50 000 khuẩn lạc/g Số vi khuẩn (*) Chỉ số hòa tan: số ml cặn thu sau ly tâm hỗn hợp gồm 10g sữa bột gầy hay 13g sữa bột nguyên kem 100 ml nước 20oC Bảng 1.2: Phân loại sữa bột gầy theo thông số kỹ thuật trình sản xuất Loại sữa bột gầy Nhiệt độ/thời gian WPNI mg/g (**) 6,0 Sữa bột nhiệt độ vừa (MH) 85oC/20s 5,0 ÷ 6,0 90oC/30s 4,0 ÷ 5,0 95oC/30s 3,0 ÷ 4,0 124oC/30s 1,5 ÷ 2,0 Sữa bột nhiệt độ cao (HH) (**): Mức độ biến tính whey protein theo cách xử lý nhiệt, tính mg whey protein khơng bị biến tính g bột Sữa bột gầy loại sữa bột thơng dụng Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột gầy sữa bột nguyên kem tương tự Điểm khác biệt cần lưu ý hàm lượng chất béo sản phẩm sữa bột gầy thấp nên người ta thường bỏ qua trình đồng hóa sữa sau đặc Với cách xử lý nhiệt nhẹ phương pháp sấy phun làm cho sản phẩm sữa bột có số tính chất khác biệt so với cách xử lý nhiệt cao phương pháp sấy trục Bảng 1.1 đưa tiêu chuẩn sữa bột gầy theo phương pháp Trang Chương I: Tổng quan tài liệu sấy Theo 1.1, độ hòa tan sữa bột phương pháp sấy phun tốt phương pháp sấy trục Dựa vào trình xử lý nhiệt hay nói cách khác kết hợp nhiệt độ thời gian, sữa bột gầy phân thành loại bảng 1.2 Xử lý nhiệt làm biến tính whey protein Phần trăm biến tính whey protein tăng theo cường độ trình xử lý nhiệt Sữa bột sản xuất theo phương pháp sấy phun sấy trục có tiêu hóa lý tương tự nhau, ngoại trừ số hòa tan sản phẩm Thực tế cho thấy sữa bột sản xuất theo phương pháp sấy phun thích hợp cho sản phẩm thức uống hàng ngày gia đình sản phẩm số hòa tan thấp (độ hòa tan cao) Ngược lại sữa bột thu từ thiết bị sấy trục sử dụng rộng rãi công nghiệp bánh nướng quy mô công nghiệp 1.1.1.1.2 Sữa bột nguyên kem: Sữa bột nguyên kem sản xuất theo phương pháp sấy phun thường sản xuất từ sữa chuẩn hóa béo Sau chuẩn hóa, sữa khơng cần phải đồng hóa, trừ trường hợp sản xuất sữa bột tan nhanh theo phương pháp đem đồng hóa Trong sữa bột nguyên kem sản xuất theo phương pháp sấy trục thường đồng hóa Khác với sữa bột gầy, sữa bột nguyên kem không phân loại Sữa nguyên liệu trùng 80 ÷ 85oC để vô hoạt hầu hết enzym lipolytic Các enzym nguyên nhân gây hư hỏng chất béo sữa q trình bảo quản Do có hàm lượng chất béo cao 26 ÷ 30% nên sữa nguyên kem sử dụng sản xuất chocolate Sữa bột hồn ngun có thời hạn sử dụng ngắn sữa bột gầy nên để đạt độ ổn định tối đa cần phải bảo quản sữa bột nguyên kem nơi khơ, mát, thống, tránh nhiệt độ cao Chất béo sữa nhạy cảm với phản ứng oxy hóa nhiệt gây (nhiệt độ tăng làm tăng phản ứng oxy hóa) Để kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm sữa bột này, người ta bao gói sản phẩm với việc bơm khí N2 vào Trang Chương I: Tổng quan tài liệu 1.1.1.1.3 Sữa bột tan nhanh (instant milk powder) Sữa bột thường có khuynh hướng vón cục trộn với nước khuấy không đủ mạnh Hỗn hợp không đồng nhất, không hấp dẫn người tiêu dùng Sữa bột tan nhanh khối hạt có tính chất hồn tồn khác biệt so với sữa bột thường trộn với nước, cụ thể tan tốt Để phân biệt sản phẩm sữa bột thường sữa bột tan nhanh người ta dựa vào khả thấm ướt Khả thấm ướt thời gian cần thiết để hịa tan hồn tồn 10g sữa bột gầy hay 13g sữa bột nguyên kem 100 ml nước 20oC Sữa bột tan nhanh phân làm loại: sữa bột gầy tan nhanh sữa bột nguyên kem tan nhanh 1.1.1.2 Công nghệ sản xuất Quá trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự sản xuất sữa bột nguyên kem sữa bột gầy Điểm khác biệt trình sấy phun Các hạt sữa thu từ buồng sấy phun làm ẩm trở lại để q trình kết dính chúng tạo nên khối hạt (agglomerate) Khối hạt tách ẩm làm nguội So với hạt sữa bột thơng thường có kích thước 30 ÷ 80 µm, hạt sữa bột tan nhanh có kích thước ln hn 150ữ200 àm õy l loi sa bt cú kích thước lớn (do hình thành khối hạt), tan tốt nước kể nước lạnh (do nhiệt độ dịng khí thấp kéo theo nhiệt độ sản phẩm thấp, làm cho sản phẩm bị hư hỏng nhiệt độ), tỷ trọng thấp Trước giai đoạn bốc hơi, sữa qua phận phân tách (separator) để tách bụi Đối với sữa bột gầy, bụi chất béo tách Ở thiết bị bốc hơi, sữa trùng 70÷100oC Sau sữa đặc đến 48 ÷ 50% chất khô tùy thuộc vào chất lượng sữa hệ thống sấy sử dụng Hệ thống sấy phun hoạt động 180 ÷ 200oC sữa nguyên kem, 180 ÷ 230oC sữa gầy Công đoạn sấy phun quy trình sản xuất sữa bột gồm giai đoạn hay giai đoạn Trong trình sấy phun giai đoạn, sữa bột đạt đến độ ẩm cuối rời khỏi buồng sấy Trong trình sấy phun hai giai đoạn, giai đoạn Trang Chương I: Tổng quan tài liệu sấy sữa bột đạt đến độ ẩm cao độ ẩm cuối ÷ 10%, độ ẩm cịn lại tiếp tục bốc sau làm nguội hệ thống làm nguội khơng khí Có khoảng 5% sữa bột theo dịng khí thải Chúng thu hồi nhờ hệ thống cyclon Đối với cấu phun sương, sử dụng đầu phun ly tâm đầu phun áp lực khí động Đối với đầu phun áp lực khí động cần phải gia nhiệt mẫu lên tới 60 ÷ 70oC trước phun sương để làm giảm độ nhớt Nếu sử dụng đầu phun ly tâm, khơng cần phải gia nhiệt, mặt khác bốc thêm ÷ 5% ẩm Trang Chương I: Tổng quan tài liệu Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất sữa bột béo Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất sữa bột béo Sữa nguyên liệu Sữa gầy Lọc Lọc Chuẩn hóa Thanh trùng Thanh trùng Cơ đặc Cơ đặc Sấy phun Đồng hóa Rây Sấy phun Bao gói Rây Sữa bột gầy Bao gói Sữa bột nguyên kem Trang Chương I: Tổng quan tài liệu 1.1.2 Chất lượng sữa bột thị trường tiêu thụ 1.1.2.1 Chất lượng sữa bột [9] 1.1.2.1.1 Chỉ tiêu vi sinh Mặc dù hàm lượng nước sữa bột thấp sữa bột qua chế biến nhiệt độ cao sữa bột tồn lượng vi sinh vật định Nếu bao bì đóng gói bảo quản khơng đảm bảo kỹ thuật lượng vi sinh vật tăng lên nhiều, kèm theo q trình biến đổi khơng có lợi, làm chất lượng sữa bột giảm dần Theo TCVN 1991 qui định loại sữa bột dùng trực tiếp: - Tổng số vi khuẩn hiếu khí yếm khí tự do: phải nhỏ 50000/g - Trực khuẩn đường ruột E.coli: không cho phép/0,1g - Salmolnella: không cho phép/25g - Staphylococcus aureus: không cho phép/1g 1.1.2.1.2 Chỉ tiêu hóa lý - Độ ẩm: khơng vượt q 5%, hàm lượng nước tăng lên kéo theo loạt biến đổi khác màu sắc thay đổi, sữa bị vón cục, độ hồ tan giảm, vi sinh vật dễ phát triển nhiều biến đổi khác - Độ axít: Độ axit sữa bột biểu thị độ (độ Thonor) số ml dung dịch NaOH để trung hịa lượng axit có 100 ml sữa lỗng pha từ sữa bột, thường giới hạn khơng q (dùng NaOH 0.25M ), không 20 (dùng NaOH 0.1M) - Độ hoà tan: Đối với sữa chế biến phương pháp sấy phun độ hoà tan lý tưởng từ 98 ÷ 100% Độ hồ tan tốt từ 95 ÷ 98% Độ hồ tan trung bình từ 85 ÷ 95 % Độ hồ tan xấu 80% Nếu độ hồ tan 70% nói chất đạm gần bị kết tủa hết (chủ yếu chất đạm muối khoáng bị kết Trang Chương I: Tổng quan tài liệu tủa, lactose bị ảnh hưởng ít) Nếu để lâu mơi trngọt hương vani buổi 185 Hương Vani Vị Bước nhảy 1.5 Bước nhảy 1.3 Mã số mẫu Mã số mẫu 724 (*) 561 438 Test 518 107 543 832 797 (*) Test Điểm cho hội đồng lần trước 0,5 2÷ 4÷ 7÷ 2÷ 0,5 ÷1 ÷1 Điểm cho thành viên 3÷ 7÷ 7÷ 8 TT Tên Điểm cho thành viên Thảo 1.0 3.0 4.9 7.0 3.0 0.5 2.0 3.5 5.8 7.5 8.0 Loan 0.5 3.0 6.0 8.0 2.3 0.7 2.9 3.5 5.8 7.6 8.0 Hương 0.8 3.0 6.0 8.0 2.5 1.0 1.8 3.7 6.0 7.6 6.7 Hồng 1.0 2.5 5.5 8.0 2.8 1.0 2.5 3.5 6.0 7.6 8.2 Yến 0.5 2.8 5.0 7.8 2.4 1.0 1.5 3.4 6.0 7.5 8.0 Hà 1.0 2.5 6.0 7.8 2.8 1.0 1.9 3.7 5.8 7.5 7.9 Khánh 0.4 2.4 5.0 7.6 1.9 0.6 1.4 3.6 6.0 7.5 7.6 Vương 0.9 2.1 5.2 7.0 1.8 0.9 2.6 3.6 6.0 7.5 8.8 Nam 0.5 3.0 4.5 8.3 2.0 0.7 1.8 3.5 6.0 7.5 8.0 ... quản sữa bột Thời gian bảo quản sữa bột gầy tối đa năm, sữa bột nguyên kem sử dụng tối đa vịng tháng Tuy nhiên phân loại sữa bột dựa vào khả hòa tan: sữa bột tan nhanh sữa bột thường 1.1.1.1.1 Sữa. .. biến tính g bột Sữa bột gầy loại sữa bột thông dụng Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột gầy sữa bột nguyên kem tương tự Điểm khác biệt cần lưu ý hàm lượng chất béo sản phẩm sữa bột gầy thấp... 10g sữa bột gầy hay 13g sữa bột nguyên kem 100 ml nước 20oC Sữa bột tan nhanh phân làm loại: sữa bột gầy tan nhanh sữa bột nguyên kem tan nhanh 1.1.1.2 Cơng nghệ sản xuất Q trình sản xuất sữa bột