Công nghệ chế biến breakfast cereal

Mục lục Lời mở đầu Tổng quan sản phẩm 1.1 Định nghĩa ngũ cốc 1.2 Định nghĩa ngũ cốc ăn sáng 1.3 Phân loại 1.4 Lợi ích Cereal Breakfast: Tổng quan nguyên liệu sản xuất 12 2.1 Nguyên liệu 12 2.1.1 Gạo (Rice) 12 2.1.2 Yến mạch (Oats) 14 2.1.3 Ngô (Corn) 16 2.1.4 Lúa mì (Wheat) 19 2.1.5 Lúa mạch (Barley) 21 2.2 Nguyên liệu phụ 24 2.2.1 Đường 24 2.2.2 Mùi vị 24 2.2.3 Vitamin, khoáng 25 2.2.4 Chất bảo quản 25 2.2.5 Trái sấy 26 2.2.6 Muối 26 2.3 Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu 26 Quy trình cơng nghệ chế biến Cereal breakfast 26 3.1 Sơ đồ quy trình chung ngũ cốc dạng mảnh 27 3.2 Thuyết minh quy trình 27 3.2.1 Xử lý nguyên liệu: 27 3.2.2 Trộn 33 3.2.3 Ép đùn 37 3.2.4 Nấu 39 3.2.5 Ép tạo hình 42 3.2.6 Sấy 43 3.2.7 Làm mát ủ 47 3.2.8 Bong (vẩy) 48 3.2.9 Nướng (280-320 độ C) 49 3.2.10 Bao bì 51 3.3 Sơ đồ quy trình chung sản xuất ngũ cốc dạng phồng 55 3.4 Thuyết minh quy trình 56 3.4.1 Quá trình làm 56 3.4.2 Quá trình phối trộn 62 3.4.3 Ép đùn áp lực cao 63 3.4.4 Quá trình sấy 65 3.4.5 Làm phồng 68 3.4.6 Tẩm gia vị 68 3.4.7 Đóng gói 71 Các yêu cầu an toàn thực phẩm 77 Kết luận 79 Tài liệu tham khảo 80 Danh mục hình Hình 1.1: Một số ngũ cốc thơng thường Hình 1.2: Kim tự tháp thực phẩm, tạo the U.S Departments of Agriculture and of Health and Human Services Hình 2.3: Cấu tạo hạt ngơ 17 Hình 2.4: Cây lúa mì 19 Hình 2.5: Cây lúa mạch 22 Hình 2.6: Ngũ cốc ăn sáng Koko Krunch vị chocolate 25 Hình 3.1: Máy sàng rung kết hợp làm 29 Hình 3.2: Thiết bị có mặt sàng thân hình trụ 30 Hình 3.3: Thiết bị có mặt sàng phẳng 31 Hình 3.4: Thiết bị trộn sử dụng trục khuấy nằm ngang 35 Hình 3.5: Thiết bị phối trộn thùng quay 36 Hình 3.6: Thiết bị phối trộn trục vis đứng 36 Hình 3.7: Thiết bị phối trộn trục vis ngang 37 Hình 3.8: Thiết bị ép đùn trục đôi 39 Hình 3.9: Thiết bị tạo mảnh 43 Hình 3.10: Thiết bị sấy hầm 46 Hình 3.11: Thiết bị sấy băng tải 47 Hình 3.12: Lị nướng dạng đường hầm 51 Hình 3.13: Thiết bị đóng gói ngũ cốc 53 Hình 3.14: Một số thiết bị làm 57 Hình 3.15: Máy đóng gói thực phẩm 71 Hình 3.16: Máy đóng gói 72 Hình 3.17: Bao gói ép mí đầu 73 Hình 3.18: Bao gói ép mí đầu 74 Hình 3.19: Hộp đóng gói hình trụ trịn 75 Hình 3.20: Thiết bị đóng gói 76 Danh mục bảng Bảng 2.1: Yêu cầu cảm quan gạo theo TCVN 11888: 2018 12 Bảng 2.2: Hàm lượng carbohydrate hạt gạo 13 Bảng 2.3: Thành phần hóa học yến mạch loại ngũ cốc khác (giá trị trung bình) (USDA, 1989) 14 Bảng 2.4: Thành phần hóa học trung bình ngơ (% chất khơ) 16 Bảng 2.5:Ước tính sản lượng ngơ 10 nước sản xuất hàng đầu; trung bình năm năm 18 Bảng 2.6: Thành phần gần hạt ngô.( White and Johnson, 2003) 18 Bảng 2.7: Tỷ lệ đường tự phần giải phẫu hạt ngô (Watson, 2003) 18 Bảng 2.8: Bảng thành phần dinh dưỡng lúa mì tính 100 gam 20 Bảng 2.9: Bảng thành phần dinh dưỡng lúa mạch tính 100 gam 23 Bảng 4.1: Giới hạn vi sinh vật (Draft Kenya Standard DKS 523 – 2: 2010) 78 Bảng 4.2: Giới hạn ô nhiễm kim loại nặng 78 Lời mở đầu "Trong đêm, thể sử dụng nhiều lượng dự trữ để phát triển bù đắp cho tiêu hao ngày," bác sỹ chuyên khoa ăn uống Sarah Elder giải thích "Một bữa sáng cân giúp ta bổ sung lượng, tăng protein canxi để bù lại phần sử dụng đêm trước." Qua thấy tầm quan trọng bữa sáng ngày Bữa ăn thường diễn nhanh gọn với ăn chế biến khơng q cầu kỳ Thực phẩm lựa chọn để ăn sáng đa dạng bánh mỳ, phở, bún… Tuy nhiên, với nhịp sống, học tập làm việc gấp rút, thời gian ngày quý giá, người tiêu dùng có xu hướng chọn thức ăn yếu tố ngon, bổ, rẻ cịn trọng tới yếu tố tiện lợi Chính thế, ngũ cốc ăn sáng ngày nhiều người chọn lựa Cục diện thị trường đồ ăn liền nói riêng ngũ cốc ăn sáng nói riêng ngày khó đốn thay đổi cách phức tạp Từ xu hướng sử dụng thực phẩm tươi sống, đến chế độ sử dụng thực phẩm chế biến, tới thịt thực phẩm giàu protein từ thực vật, thị trường ngũ cốc tăng chóng mặt nhiều năm trở lại Đây hội thách thức ngành sản xuất ngũ cốc việc xuất nhập ngũ cốc Là sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, nhận thấy tầm quan trọng thức ăn ăn liền nói chung xu hướng phát triển ngũ cốc ăn sáng nói riêng, chúng em tìm hiểu “Cơng nghệ chế biến breakfast cereal” trình bày mục phía sau Tổng quan sản phẩm 1.1 Định nghĩa ngũ cốc Ngũ cốc khái niệm loại hạt ăn họ hòa thảo (Graminae) Từ ngũ cốc xuất phát từ "Ceres", nữ thần nông nghiệp La Mã Ngũ cốc trồng dân tộc cổ đại gọi người Sumer khu vực Trung Đông sông Euphrates sông Tigris Các loại ngũ cốc dạng chưa qua chế biến gọi 'ngũ cốc nguyên hạt', nguồn phong phú vitamin, khoáng chất, carbohydrate, chất béo, dầu protein Do hàm lượng lượng cao, người ăn kiêng nên ăn lượng nhỏ ngày Hình 1.1: Một số ngũ cốc thông thường 1.2 Định nghĩa ngũ cốc ăn sáng Breakfast cereal (ngũ cốc ăn sáng) loại thực phẩm làm từ ngũ cốc qua xử lý thường ăn vào buổi sáng Chúng nguồn cung cấp chất dinh dưỡng thường ăn với sữa sữa chua Ngũ cốc ăn sáng thường công ty sản xuất bổ sung vitamin khống chất để đảm bảo chúng có mặt suốt thời hạn sử dụng sản phẩm 1.3 Phân loại Việc phân loại sản phẩm ăn sáng dựa khác nguyên liệu sản xuất, hình dáng sản phẩm, trình chế biến hay thời gian cần thiết để nấu chín sản phẩm trước dùng Ta chia ngũ cốc ăn sáng làm loại: • Sản phẩm truyền thống: Ngũ cốc truyền thống loại cần nấu hâm nóng trước tiêu thụ làm từ yến mạch, farina (lúa mì), gạo ngơ Hầu tất (99%) ngũ cốc truyền thống sản phẩm sản xuất từ yến mạch (hơn 81%) farina (khoảng 18%) Ngũ cốc làm từ gạo, ngô (không bao gồm bột ngơ) lúa mì (trừ farina) chiếm chưa đến 1% ngũ cốc truyền thống • Sản phẩm ăn liền: Được nấu chín q trình sản xuất không cần nấu lại trước dùng Các sản phẩm ngũ cốc ăn liền (ready-to-eat cereals): - Dạng mảnh (Flakes): Được làm từ ngơ, lúa mì gạo nghiền nấu với hương vị syrup sau ép thành mảnh - Dạng phồng (puff): Là loại ngũ cốc có hạt mở rộng nhiều lần so với kích thước ban đầu 1.4 Lợi ích Cereal Breakfast: Hình 1.2: Kim tự tháp thực phẩm, tạo the U.S Departments of Agriculture and of Health and Human Services Có khảo sát ăn sáng có ảnh hưởng tích cực sức khỏe, hiệu suất làm việc, học tập, cảm xúc, tuổi thọ sức khỏe tổng thể (National Dairy Council, 1993) Ngũ cốc ăn sáng có hương vị, màu sắc hình dạng đặc biệt thiết kế để thu hút trẻ em giúp chúng hình thành thói quen có lợi xem bữa ăn sáng phần thói quen ngày Ngồi ra, chúng cịn trở thành ăn nhẹ bổ dưỡng, chất béo để cung cấp cho học sinh sau học Đối với gia đình, đặc biệt gia đình trẻ, ngũ cốc ăn sáng cách nhanh chóng tiết kiệm để giúp người có thói quen ăn sáng, chúng giúp cung cấp bữa sáng đầy đủ với khoảng thời gian chuẩn bị dọn dẹp ngắn Đối với người trưởng thành sản phẩm cung cấp chất thay béo, dễ nhai, dễ tiêu hóa Ngồi ra, ngũ cốc ăn sáng phù hợp với chế độ ăn kiêng người có định giảm hay loại bỏ việc tiêu thụ sản phẩm động vật Những lo ngại sức khỏe, môi trường hay quyền động vật khiến số người có xu hướng thay đổi trở lại việc ăn loại đậu, ngũ cốc ngũ cốc ăn sáng Dưới đóng góp cụ thể ngũ cốc ăn sáng người: Nguồn cung cấp protein: Ngũ cốc ăn sáng thường làm từ kết hợp loại ngũ cốc, loại đậu loại hạt thường ăn với sữa sữa chua Những kết hợp giúp tạo loại protein hoàn chỉnh loại đậu, hạt sữa cung cấp lysine amino acids hạn chế khác Sự bổ sung đặc biệt quan trọng người ăn chay mà ngũ cốc trở thành nguồn cung cấp protein Nguồn cung cấp chất béo acid béo: Mầm cám ngũ cốc có chứa số lipid Tuy nhiên chúng thực phẩm béo tự nhiên Lipid từ ngũ cốc nguyên hạt nguồn cung cấp acid béo thiết yếu, điển acid oleic Ba acid béo linoleic, palmitic oleic chiếm 90% hay nhiều tổng acid béo hầu hết loại ngũ cốc Chất béo thường thêm vào ngũ cốc ăn sáng quy trình sản xuất họ Vì có số lượng loại chất béo khác nên người tiêu dùng phải đọc nhãn để biết số lượng loại chất chất béo dụng Nguồn cung cấp carbonhydrate: Ngũ cốc ăn sáng nguồn cung cấp tuyệt vời của carbonhydrate phức tạp chất xơ Ngoài ra, loại thực phẩm carbohydrate ngũ cốc ăn sáng cho phép người ăn có đủ lượng calo mà giảm lượng chất béo Ví dụ, nghiên cứu Kirk cộng (1997), đối tượng ăn 60 g ngũ cốc ăn sáng với sữa giảm chất béo hàng ngày (khoảng hai phần thường xuyên) giảm trì lượng chất béo trung bình thấp Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi chế độ ăn kiêng cho bệnh nhân tiểu đường thực phẩm chứa nhiều carbohydrate phức tạp gây tranh cãi Từ năm 1970, Tiến sĩ James Anderson Đại học Kentucky ủng hộ việc sử dụng chế độ ăn giàu carbohydrate, nhiều chất xơ cho bệnh tiểu đường, để cải thiện kiểm soát đường huyết giảm nhu cầu insulin (Anderson Ward, 1979) Một số bác sĩ lâm sàng đặt câu hỏi phù hợp lời khuyên cho tất bệnh nhân, số bệnh nhân khơng cho thấy kiểm sốt glucose cải thiện (Riccardi Rivellese, 1991) Nguồn cung cấp chất xơ: Ngũ cốc ăn sáng nguồn chất xơ quan trọng Khi ngũ cốc nguyên hạt cung cấp phần chương trình bữa sáng trường Texas, lượng chất xơ bữa sáng tăng lên (Hurd Friedman, 1997) Trong nghiên cứu 3.000 niên, Huang cộng (1997) phát ăn bữa sáng với bánh mì ngũ cốc ăn sáng làm tăng lượng chất xơ giảm lượng chất béo Có loại chất xơ xác định khơng hóa tan (như cellulose) hịa tan (như β – glucan) Trong đó, chất xơ khơng hịa tan liên kết hóa chất, giảm thời gian vận chuyển thức ăn ruột, tăng khả giữ nước, giảm áp lực ruột, loại bỏ dễ dàng tăng khối lượng phân Vì vậy, loại chất xơ hữu ích việc điều trị số loại táo bón, bệnh trĩ Cịn chất xơ hòa tan giữ nước cản trở xâm nhập enzyme tiêu hóa Trong ruột già, chất xơ hòa tan lên men để tạo axit béo chuỗi ngắn ức chế trực tiếp enzyme liên quan đến bước q trình tổng hợp cholesterol Do đó, chất xơ ảnh hưởng đến mức cholesterol huyết Nguồn cung cấp vitamin chất khoáng: Ngũ cốc nguyên hạt nguồn cung cấp vitamin B, tocopherols khoáng chất tuyệt vời sắt, magiê, kẽm đồng Nếu ngũ cốc ăn sáng sản phẩm ngũ cốc nguyên hạt, phần nhỏ chất dinh dưỡng bị chế biến Tuy nhiên, nhiều sử dụng nội nhũ Việc tiêu thụ ngũ cốc ăn sáng gián tiếp giúp cải thiện lượng canxi quan trọng canxi chất dinh dưỡng thiếu nhiều chế độ ăn kiêng 10 Hệ thống phun hình nón giúp cho lớp phủ có thời gian tiếp xúc với hạt ngũ cốc [11] Khi bổ sung vitamin vào lớp phủ bên hạt ngũ cốc cần tuần hoàn liên tục hỗn hợp để ngăn khơng cho thành phần khơng hịa tan phân tầng, gây tắc nghẽn ống phun, vitamin phủ khơng đồng bên ngồi hạt ngũ cốc [11] Có thể kết hợp máy phun máy trộn để hỗn hợp “áo” gia vị Ngũ cốc chấp nhận trước tiên chuyển qua dải phân cách để loại bỏ rác chẳng hạn bụi Khối lượng thùng trì để hỗn hợp gửi đồng nhất, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối [11] 70 3.4.7 Đóng gói Hình 3.15: Máy đóng gói thực phẩm 3.4.7.1 Mục đích việc đóng gói Việc đóng gói giúp chứa đựng sản phẩm, giữ mùi hương ngũ cốc sản phẩm đồng thời ngăn mùi bên ngồi xâm nhập vào sản phẩm đóng gói, bảo vệ sản phẩm khỏi tác động yếu tố mơi trường khơng khí, bụi bẩn trình vận chuyển, nhận dạng sản phẩm so với sản phẩm khác nhờ kiểu dáng, đặc trưng khác bao bì nhằm thu hút người tiêu dùng, giúp nhà sản xuất kiểm soát sản phẩm mình, người bán tạp hóa tiết kiệm thời gian cân, bỏ bọc dễ dàng trưng bày sản phẩm, người tiêu dùng nhận sản phẩm [11] 71 Hình 3.16: Máy đóng gói 3.4.7.2 Chất liệu đóng gói a) Chất liệu Chất liệu đóng gói phổ biến cho ngũ cốc ăn sáng màng polymer khác nhau, điển polyetylen Ngồi ra, ngũ cốc ăn sáng cịn đóng gói chất liệu giấy Tùy thuộc vào sản phẩm khác mà lựa chọn vật liệu bao gói phù hợp [9] b) Bao bì ngũ cốc Có dạng đóng gói: ép mí đầu, ép mí đầu, đóng hộp - Ép mí đầu: Trên túi dán, phần dán kín, phần giữ liên kết keo tạo nên khóa miệng túi vừa 72 tiết kiệm, tiện lợi lại có khả tái sử dụng Các túi sản xuất thiết bị niêm phong dạng điền ngang thiết bị chuyển động liên tục [11] Hình 3.17: Bao gói ép mí đầu 73 - Ép mí đầu: Trên túi dán Tuy nhiên bao bì sử dụng lần nhất, khơng có khả tái sử dụng [11] Hình 3.18: Bao gói ép mí đầu Ngồi cịn đóng gói ngũ cốc ăn sáng hộp hình trụ trịn sản xuất lớp lót nhựa trong, làm đầy ngũ cốc trong, ép mí lại; sau cho vào hộp hình trụ trịn, ép nắp hộp lại để tránh tiếp xúc với mơi trường ngồi đóng nắp khay cứng lại hồn tất [11] 74 Hình 3.19: Hộp đóng gói hình trụ trịn 3.4.7.3 Thiết bị đóng gói Hệ thống đóng gói dây chuyền sản xuất ngũ cốc ăn sáng bắt đầu việc cân sản phẩm kết thúc việc chuyển tải pallet đến kho [11] Một lượng sản phẩm đưa vào thùng, thường xếp vòng tròn với máy rung gắn hoàn toàn để cung cấp sản phẩm từ điểm trung tâm, máy tính quét trọng lượng thùng xác định kết hợp xác thùng (thường ba đến sáu) để đưa trọng lượng xác cần thiết cho gói, sau đổ xuống máng thu để đóng gói [11] 75 Hình 3.20: Thiết bị đóng gói 76 Các yêu cầu an toàn thực phẩm Tổ chức cá nhân sản xuất, kinh doanh thực phẩm đạt yêu cầu an toàn thực phẩm theo a) Quy chuân kỹ thuật Quốc gia số: - QCVN – 1: 2011/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn ô nhiễm độc tố vi nấm thực phẩm - QCVN – 2: 2011/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn ô nhiễm kim loại nặng thực phẩm b) Thông tư Bộ, ngành: - Quyết định số 46/2007/QĐ – BYT: Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hóa học thực phẩm - Quyết định 38/2008/QĐ – BYT: Quy định mức giới hạn tối đa Melamine nhiễm chéo thực phẩm c) Sự an toàn sản phẩm thực phẩm tảng chất lượng niềm tin người tiêu dùng Các vấn đề cụ thể khác cho sản phẩm quy trình sản xuất Tuy nhiên nhìn chung cần quan tâm vấn đề hóa học, vật lý vi sinh - Hóa học: Mối quan tâm dư lượng từ thuốc trừ sâu trồng thuốc diệt cỏ từ chất khử trùng sử dụng để xử lý sản phẩm ngũ cốc phát triển lưu trữ Bên cạnh đó, dư lượng từ hợp chất làm chất bôi trơn thiết bị chất ô nhiễm hóa học khác phải loại bỏ giảm thiểu - Vật lý: Các mảnh gỗ, đá, thân cây, mảnh thủy tinh… tác nhân vật lý ý muốn ảnh hưởng đến sản phẩm Thiết bị xử lý nguồn tiềm ô 77 nhiễm kim loại nhựa hoạt động khơng quy chuẩn nhân viên Bên cạnh đó, phân chim, lông chuột, vết nước tiểu mảnh côn trùng xâm nhật vào thực phâm phát phương pháp thích hợp Các loại ngũ cốc, trái loại hạt đặc biệt dễ bị nhiễm chất gây ô nhiễm chúng cung cấp dinh dưỡng cho sâu bệnh cung cấp dinh dưỡng cho người - Vi sinh: Vấn đề vi sinh trọng Các loại ngũ cốc dễ bị phát triển nhiều loại độc tố điều kiện phát triển lưu trữ đặc biệt, chúng vi sinh vật gây bệnh cần kiểm sốt loại bỏ kịp thời để khơng gây nguy hại cho người tiêu dùng Bảng 4.1: Giới hạn vi sinh vật (Draft Kenya Standard DKS 523 – 2: 2010) Vi sinh vật Coliform bacteria số lượng/g Salmonella sp số lượng/g Escherichia coli số lượng/g Staphylococcus aureus/30g Nấm/Mốc g u cầu 10 nên khơng có nên khơng có nên khơng có