Sản xuất bột lòng đỏ trứng

Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn MỤC LỤC PHẦN 1: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT I Giới thiệu về trứng: I.1 Vỏ Trứng I.2 Buồng khí I.3 Lòng trắng I.4 Lòng đỏ I.4.1 Cấu tạo .6 I.4.2 Cấu trúc hiển vi lòng đỏ trứng I.4.2.1 Low density lipoprotein-LDL I.4.2.2 High density lipoprotein – HDL 10 I.4.2.3 Livetin 11 I.4.2.3.1 Alpha-Livetin 12 I.4.2.3.2 Beta-Livetin 12 I.4.2.3.3 Gamma-Livetin .12 I.4.2.4 Phosvitin 12 I.4.3 Thành phần hóa học .13 I.4.3.1 Lipid .14 I.4.3.1.1 Triglycerides 14 I.4.3.1.2 Phospholipids 15 I.4.3.1.3 Cholesterol .16 I.4.3.1.4 Carotenoid .16 I.4.3.2 Protein 16 I.4.3.3 Vitamin 17 I.4.3.4 Khoáng 17 II Phân loại trứng 18 II.1 Phân loại theo trọng lượng: 18 II.2 Phân loại theo phẩm chất .18 III Chỉ tiêu nguyên liệu để sản xuất bột lòng đỏ trứng 21 III.1 Chỉ tiêu vật lý .21 III.1 Chỉ tiêu hóa học 21 III.2 Chi tiêu sinh học 22 III.3 Chi tiêu vi sinh 22 III.4 Chỉ tiêu cảm quan 22 PHẦN II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT LỊNG ĐỎ TRỨNG 23 I Quy trình 23 II Quy trình 24 PHẦN III: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 25 I Rửa trứng 25 I.1 Mục đích 25 I.2 Nguyên tắc .25 I.3 Các biến đổi .25 Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn I.4 Thiết bị rửa trứng 25 I.4.1 Cấu tạo 26 I.4.2 Thông số công nghệ: .27 II Quá trình đập vỏ và tách lấy lòng đỏ 27 II.1 Mục đích 27 II.2 Nguyên tắc 27 II.3 Các biến đổi 27 II.4 Thiết bị máy đập trứng .28 III Phối trộn trứng với nước 31 III.1 Mục đích 31 III.2 Nguyên tắc 31 III.3 Các biến đổi .31 III.4 Thiết bị phối trộn 32 IV Quá trình lọc .32 IV.1 Mục đích .32 IV.2 Nguyên tắc 32 IV.3 Các biến đổi 32 IV.4 Máy lọc 32 V Q trình đồng hóa áp suất cao 33 V.1 Mục đích .33 V.2 Nguyên tắc 33 V.3 Các biến đổi 34 V.4 Thiết bị đồng hoá áp lực cao 35 V.5 Cách thực hiện .36 VI Quá trình trùng 38 VI.1 Mục đích 38 VI.2 Biến đổi 38 VI.3 Cách thực hiện 39 VI.3.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng 39 VI.3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống 41 VI.3.2.1 Thiết bị với cấu hình mợt kênh nhiều kênh 41 VI.3.2.2 Thiết bị với cấu hình mợt nhiều ống .41 VI.4 Hệ thống trùng liên tục với đồng hóa áp śt cao SANOVO .43 VII Q trình sấy .44 VII.1 Mục đích 44 VII.2 Các biến đổi 44 VII.3 Phương pháp thực hiện 44 VII.3.1 Sấy phun 44 VII.3.1.1 Cơ sở khoa học trình sấy phun: 44 VII.3.1.2 Thiết bị sấy phun 45 VII.3.1.2.1 Cơ cấu phun 46 VII.3.1.2.2 Buồng sấy 48 VII.3.1.2.3 Tác nhân sấy .49 VII.3.1.2.4 Hệ thống thu hồi sản phẩm: 49 VII.3.1.2.5 Quạt 50 VII.3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sấy phun 50 VIII.3.1.3.1 Nồng độ chất khô nguyên lệu: 50 Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn VIII.3.1.3.3 Nhiệt độ tác nhân sấy .51 VIII.3.1.3.3 Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động hạt nguyên liệu buồng sấy .51 VII.3.1.3 Những hệ thống sấy phun thường gặp 52 VIII.3.1.4.1 Hệ thống sấy phun một giai đoạn 52 VIII.3.1.4.2 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn .52 VIII.3.1.4.3 Thiết bị sấy tầng sôi 53 VIII.3.1.4.4 Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải 55 VII.3.1.4 Thiết bị sấy phun dành riêng cho trứng SANOVO 56 VII.3.1 Thiết bị sấy trục 58 VIII.3.2.1 Thiết bị sấy tục sử dụng máng nhập liệu .58 VIII.3.2.2 Thiết bị sấy trục sử dụng vòi phun nạp liệu 59 VIII Quá trình hoàn thiện sản phẩm 59 IX Vệ sinh thiết bị 60 PHẦN IV: SO SÁNH HAI QUY TRÌNH 61 I Phạm vi ứng dụng: 61 II Chất lượng sản phẩm: 62 III Năng suất thiết bị 62 IV Vốn đầu tư và chi phí sản xuất 62 PHẦN V: CHỈ TIÊU CỦA SẢN PHẨM 63 I Chỉ tiêu hóa lý 63 II Chỉ tiêu vi sinh 63 III Chỉ tiêu cảm quan .64 IV Bảo quản và sử dụng: .64 PHẦN VI: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ 65 I Giới thiệu 65 II Giới thiệu một số phương pháp tách cholesterol .66 II.1 Sử dụng dầu thực vật .66 II.1.1 Sơ lược về dung mơi trích ly 66 II.1.2 Sơ đồ tách cholesterol dầu thực vật .67 II.1.3 Giải thích quy trình 67 II.1.3.1 Phối trộn 67 II.1.3.2 Đồng hóa áp suất cao 67 II.1.3.3 Ly tâm 69 II.1.3.4 Tái sử dụng dụng dầu và thu nhận cholesterol 69 II.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng .70 II.1.4.1 Tỷ lệ dầu sử dụng .70 II.1.4.2 Áp suất .70 II.1.4.3 Số lần qua thiết bị đồng hóa 70 II.2 Phương pháp hấp phụ cholesterol 72 II.2.1 Sơ đồ tách cholesterol phương pháp hấp phụ 72 II.2.2 Giải thích quy trình 72 II.2.2.1 Ly tâm tách granule 72 II.2.2.2 Hấp phụ .73 II.2.2.3 Tách chất hấp phụ 73 II.2.2.4 Phối trộn một phần granule tách và plasma 73 II.2.2.5 Mợt quy trình cụ thể được tiến hành thực nghiệm 74 Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn II.3 Sử dụng high methoxyl pectin .74 II.3.1 Giới thiệu 74 II.3.2 Các bước thực hiện thí nghiệm sau: 74 II.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng .75 II.3.3.1 Mức đợ pha lỗng .75 II.3.3.2 Lực ion 75 II.3.3.3 Nồng độ gel pectin .75 PHẦN VII: TÀI LIỆU THAM KHẢO .76 Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn PHẦN 1: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT Nguyên liệu cho sản xuất bột lòng đỏ trứng lịng đỏ trứng tươi I Giới thiệu về trứng: Hình 1: Cấu tạo trứng Cấu tạo trứng gồm có lịng trắng, lịng đỏ vỏ Tỷ lệ thành phần thay đổi nhiều, số liệu trung bình thành phần nêu bảng sau: Bảng 1: Tỷ lệ trung bình thành phần cấu tạo trứng Trứng gia cầm Trứng gà Trứng vịt I.1 Lòng trắng 56.8 52.1 Lòng đỏ 31.6 35.6 Vỏ 11.6 12.3 Vỏ Trứng Vỏ trứng làm nhiệm vụ bảo vệ thành phần bên tránh tổn thương học đồng thời điều khiển trao đổi khí ẩm cho hoạt động sống trứng Ngoài vỏ trứng ngăn cản xâm nhập vi khuẩn nguồn cung cấp khoáng cho phôi bên trong, chủ yếu canxi Độ dày vỏ trứng bình 0.31-0.35mm, phía đầu nhọn vỏ dày phía đầu tù với mật độ lỗ nhiều hơn, trung bình 100-1500 lỗ/cm 2, đường kính lỗ 4-40µm I.2 Buồng khí Đề tài: Sản x́t bợt lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Nhiệt độ trứng đẻ với thân nhiệt gà vịt (khoảng 40.5 oC) Khi nhiệt độ trứng giảm xuống đến nhiệt độ mơi trường thành phần bên trứng co lại hai lớp màng tách hai đầu tù tạo thành buồng khí cung cấp oxy cho phơi tuần đầu I.3 Lòng trắng Lòng trắng trứng gồm bốn phần (theo thứ tự từ vỏ đến lịng đỏ): Lớp lỗng mỏng Lớp đặc, dày, đục …thành phần chủ yếu lịng trắng Lớp lỗng mỏng Lớp khí đặc, mỏng, mờ đục (chalaziferous layer) bao quanh màng viteline lòng đỏ Hai đầu lớp lòng trắng hai dây đỡ lòng đỏ xoắn theo hai chiều ngược để giữ lịng đỏ vị trí trung tâm giữ đĩa phơi ln vị trí hướng lên I.4 Lòng đỏ I.4.1 Cấu tạo Lòng đỏ tế bào trứng đặc biệt, bao gồm nguyên sinh chất chứa nhiều chất dinh dưỡng chia thành nhiều lớp đậm nhạt khác Ở có lõi lòng đỏ màu nhạt Phần lòng đỏ đĩa phơi Lịng đỏ bọc màng lịng đỏ (màng viteline) Màng ngăn cản trình thấm thấu lòng trắng lòng đỏ, gồm lớp: lớp bên lớp bên cấu tạo từ mucin, lớp cấu tạo từ keratin Theo Machiko Mineki (1997), lớp bên có cấu gần giống mạng lưới với hạt nhỏ có chất glycoprotein I.4.2 Cấu trúc hiển vi lòng đỏ trứng Các thành phần lòng đỏ tồn duới dạng hạt cầu béo, bao gồm nhiều hạt vi cầu (tạm gọi phân biệt hạt vi cầu vàng hạt vi cầu trắng) Các hạt vi cầu vàng chứa sắc tố vàng (carotene) cịn hạt vi cầu trắng khơng có Các hạt vi cầu vàng (25150µm)có kích thước lớn hạt vi cầu trắng (4-75µm).Có thể chứa từ 1-50 hạt vi cầu Lịng đỏ trứng có cấu trúc phức tạp, bao gồm cấu tử hệ keo plasma có chứa protein hịa tan Các cấu tử gồm có sphere, profile granule Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Sphere chiếm phần nhỏ khoảng 1% khối lượng chất khơ, có đường kính khoảng 4-150µm Profile cấu tử trịn, dẹt, có đường kính 12-48 nm low-density lipoproteins (LDL) Granule bao gồm phức hình trịn có đường kính 0.3µm-2µm Theo McBee and Cotterill 1979, lịng đỏ trứng phân tách thành hai phân đoạn sau pha loãng (tỷ lệ pha loãng 1:1) dung dich NaCl 0.03 M, ly tâm với gia tốc 10,000 30 phút Phần màu cam đậm lên bề mặt gọi plasma, phần lắng hạt có màu nhạt gọi granule Sự pha loãng làm giảm độ nhớt tốc độ phân tách cấu tử diễn nhanh Các granule chiếm 19-23% chất khơ, 50% protein, 7% lipid lịng đỏ trứng Trong thành phần hóa học granule, chất khơ chiếm 44%, có 64% proteins, 31% lipids 5% tro Thành phần lipid granule gồm 60% triglycerides, 35% phospholipids, 5% cholesterol Các granule cấu tạo chủ yếu từ high-density lipoproteins (HDL) phosvitin, liên kết với liên kết cầu phosphor-calcium Thành phần cấu tạo granule bao gồm HDL chiếm 70%, phosvitin 16%, LDL 12% Hình 2: Ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử vi cấu trúc lịng đỏ trứng Plasma chứa 77-81% chất khơ lịng đỏ trứng, đựoc tạo thành từ 85% LDL 15% livetin Plasma đóng vai trị pha liên tục hệ nhũ tương lòng đỏ trứng Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Lipid plasma (73%) chiếm khoảng 90% lipid lòng đỏ, bao gồm 70% triglycerides, 25% phospholipids, and 5% cholesterol, gần tồn carotenoid Cịn protein chiếm khoảng 50% protein lòng đỏ Lòng đỏ trứng Granule 19-23% HDL 70% Phosvitin 16% LDLg 12% Plasma77-81% Thành phần khác 2% LDLs 85% Livetin 15% Hình 3: Các thành phần lòng đỏ trứng phân tách I.4.2.1 Low density lipoprotein-LDL Hình 4: Cấu trúc LDL lịng đỏ trứng Low density lipoprotein thành phần lịng đỏ trứng chiếm khoảng 2/3 tồn chất khơ lịng đỏ Chúng chủ yếu có mặt plasma (LDLs), có lượng nhỏ nằm granule (LDLg) LDLs cấu tử hình cầu (đường kính 17–60 nm trung bình khoảng 35 nm) với lõi lipid trạng thái lỏng (chứa triglycerides cholesterol ester) bao bọc màng mỏng phospholipid protein trường hợp gọi apoprotein) LDLs hịa tan nước (bất kì điều kiện PH lực ion nào) nhờ chúng có phân tử lượng thấp Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Phospholipid giúp giữ vững cấu trúc LDL liên kết kị nước Vài cholesterol đính vào màng phospholipids, làm tăng cứng cho màng LDLs chứa đựng 11–17% protein 83–89% lipid (74% lipid tự 26% phospholipids) Thành phần chúng chia làm hai nhóm LDL1 (10 × 106 Da) LDL2 (3 × 106 Da), LDL1 chiếm khoảng 20% tồn LDL cịn lại LDL2 Thành phần hóa học phân đoạn LDL tương tự tỉ lệ apoprotein: lipid, kích thước khác phụ thuộc vào lượng lipid mà chứa LDLs giữ vai trị chủ yếu việc tạo nên tính chất nhũ hóa đặc biệt lịng đỏ trứng Khả phụ thuộc vào cấu trúc LDL, hay nói xác phụ thuộc vào tương tác nước apoprotein phospholipids Các hạt LDL thường có hình cầu, có kích thước khơng đồng nhất, đường kính từ 20-60nm (trung bình 35-40nm) Các hạt LDL thường tập hợp với thành cụm, có kích thước khoảng 200nm Cấu trúc LDL dễ bị tổn thương điều kiện công nghệ (Anton et al 2003) Khi tăng nhiệt độ lên 75oC 10 phút, cụm LDL bị phá vỡ có xếp lại hạt tạo thành cụm có kích thước lớn hơn, trung bình khoảng 300nm Hình 5: Ảnh chụp từ kính hiển vi điện LDLs khơng nhuộm màu có nhuộm màu với 2% sodium phosphotungstate Khi xử lý áp suất cao (5000 bar), gây phá hủy cụm LDL, tạo thành cụm có kích thước nhỏ Theo Anton et al, 2003 qua thiết bị đồng hóa áp suất cao, áp suất lên tới 250 bar, cấu trúc LDL khơng bị biến đổi Điều Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn có ý nghĩa quan trọng sản xuất sản phẩm giả mayonnaise q trình đồng hóa khơng làm phá vỡ cấu trúc LDL, giữ tính chất nhũ hóa Theo Wakamatu cộng 1982, LDL tạo thành cấu trúc mạng trình rã đơng, phụ thuộc vào biến đổi tương tác phospholipid apoprotein bề mặt LDL Khi apoprotein giải phóng ra, chúng kết hợp lại với nhau, tạo thành cấu trúc mạng (Kurisaki et al 1981) Tuy nhiên, tạo thành cấu trúc mạng phụ thuộc cách nghiêm ngặt điều kiện nồng độ LDL, có mặt muối, tốc độ lạnh đông rã đông Người ta nhận thấy lạnh đông LDL 12 -80oC rã đông nhiệt độ phịng cấu trúc LDL khơng bị thay đổi Do tốc làm lạnh nhanh không làm phá vỡ cấu trúc LDL, khơng có đơng tụ I.4.2.2 High density lipoprotein – HDL HDL lipoprotein thứ hai lòng đỏ trứng, chiếm 1/6 khối lượng chất khơ 36% protein tồn lịng đỏ HDL liên kết với phosvitin liên kết cầu phospho-calcium, tạo nên granule HDL chứa 75-80% protein, 20-25% lipid Tỷ trọng 1.12g/ml, gần tỷ trọng protein Thành phần lipid HLD gồm 65% phosphlipid, 30% triglyceride 5% cholesterol HDL có trọng lượng phân tử 400kDa, đường kính 7-20nm HDL cấu tạo từ tiểu phần, khối lượng tiểu phần khoảng 200kDa Mỗi tiểu phần protein hình cầu, có lỗ hổng hình phiễu, phiễu tạo thành từ hai cấu trúc gấp nếp , chứa chủ yếu acid amin kỵ nước (Anderson cộng sự, 1998) Thể tích lỗ hổng 68nm 3, đủ rộng để chứa 35 phân tử phospholipids, phân tử tạo thành lớp đơn, chủ yếu tương tác kỵ nước với acid amin kỵ nước Triglyceride đính vào lỗ hổng này, vùng kỵ nước phospholipids tạo 10 I Chỉ tiêu hóa lý Đợ ẩm: tối đa 4.0% Chất béo tống (xác định cách trích ly cholroform): tối thiểu 60.0% Protein: tối thiểu 30.0% Acid béo tự do: tối đa 4.0% pH: 6.0-7.0 Chỉ số hòa tan Người ta xác định số hòa tan cách cho 10g bột lòng đỏ trứng vào 100ml nước 20oC, khuấy trộn thời gian xác định, sau đem ly tâm thiết bị chuẩn với số vòng quay thời gian quy định Sau qua trình ly tâm, người ta tách bỏ bớt thể tích xác định phần lỏng, tiếp tục cho lượng nước cất vào ống ly tâm, lắc đem ly tâm lần hai Thể tích phần cặn thu số hịa tan sản phẩm khảo sát Như vậy, số hòa tan nhỏ bột lịng đỏ trứng có khả hịa tan cao Đợ phân tán Người ta xác định khả phân tán cách hòa tan 10g lượng bột trứng vào 100ml nước 20oC (khả chứa bình 150ml), sau đem lắc thiết bị chuẩn vòng 20 giây, người ta cho dung dịch qua màng lọc 48 mesh, rửa bình chứa nước cất hai lần với 50ml nước lần, nước rửa cho qua màng lọc Sau màng lọc sấy khơ đến khối lượng không đổi để xác định lượng bột trứng cịn lại màng Độ phân tán tính % lượng bột khơng tan cịn nằm lại màng lọc Khả phân tán bột trứng từ 0.1-4% Khả thấm ướt Là thời gian cần thiết tính giây để làm ướt 10 g bột trứng, đổ vào bột 100 ml nước 20oC II.Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật: tối đa 4000/g Coliform: tối đa 40/100g Salmonella: Khơng có mặt 25g III Chỉ tiêu cảm quan Có màu vàng đến vàng cam nhạt Mùi thơm đặc trưng IV Bảo quản và sử dụng: Bảo quản: Sản phẩm bảo quản nhiệt độ phòng (18-35 oC), chứa bao (bao bì trực tiếp plastic bao bì ngồi giấy) 15-20kg quy mô công nghiệp làm nguyên liệu cho nhà máy khác hay chứa bao bì hộp nhựa kín có khối lượng 0.5-1kg bán lẻ Các bao bì điều chỉnh cách thay khơng khí khí nitơ Sử dụng: Để hồn ngun bột lịng đỏ dùng chế biến, tiến hành sau: - Pha với nước:1g bột lòng đỏ trứng 1ml nước - Muốn tạo thành bột tồn trứng pha với tỷ lệ phần bột lòng đỏ-3 phần bột lòng trắng Cách sử dụng bột toàn trứng pha nước: 1g bột toàn trứng 3ml nước Ứng dụng: Dùng công nghiệp chế biến mayonnaise, bánh buscuits, kẹo dẻo, loại bánh nướng, loại bánh pan-cake, kem, loại nước sauces, thực phẩm chức năng, thực phẩm dinh dưỡng Ngồi bột lịng đỏ cịn dùng chế biến gia đình PHẦN VI: THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ I Giới thiệu Cholesterol cholesterol ester hợp chất ưa béo, tìm thấy lượng lớn thực phẩm có nguồn gốc động vật như: lòng đỏ trứng, thịt, chất béo động vật… Theo Stademan Cotterill, 1995, cholesterol có mặt lịng đỏ trứng với lượng khác từ 180-250mg tùy vào giống gà Tuy nhiên, theo Razzazi-Fazeli, Kleineisen, Luf, 2000, tiếp xúc với oxi khơng khí chúng dễ dàng bị oxi hóa tạo, tạo thành 60 sản phẩm khác nhau, gọi cholesterol oxide Các nghiên cứu hợp chất cho thấy, chất độc gây đột biến ung thư Đồng thời, tượng tăng cholesterol máu người đựơc xem nguyên nhân gây bệnh liên quan đến tim mạch xơ cứng động mạch, nghẽn động mạch vành (Johnson, 1996) Do đó, xu hướng người tiêu dùng lựa chọn thực thẩm tốt cho sức khỏe, có hàm lượng cholesterol thấp khơng có cholesterol Điều địi hỏi ngành công nghệ thực phẩm phải phát triển sản phẩm từ lòng đỏ trứng chứa hàm lượng cholesterol thấp Có nhiều phương pháp tách cholesterol khỏi lịng đỏ trứng thử nghiệm đề xuất Vấn đề đặt phương pháp sử dụng không ảnh hưởng đến sức khỏe người không gây ô nhiễm mơi trường, giữ tính chất cơng nghệ cảm quan lịng đỏ trứng ban đầu, có tính khả thi ứng dụng quy mơ công nghiệp  Tổng kết một số phương pháp tách cholesterol Trích ly dung mơi hữu (Chung & Ferrier, 1991; Kwan, Helbig, & Nakai, 1991; Martucci & Borges, 1997) Trích ly dầu thực vật (Conte, Johnson, Hsieh, & Ko, 1992) Chuyển hóa sinh học cholesterol enzyme reductase (Chenfeng et al., 2002; Watanabe et al., 1986) Hấp phụ cholesterol -cyclodextrin (Shukla, 1991; Smith et al., 1995) Sử dụng saponins từ Quilaia saponaria (Sundfeld, Yun, Krochta, & Richardson, 1993) Sử dụng gum arrabic (Hsieh, Snyder, & Ford, 1994) II Giới thiệu một số phương pháp tách cholesterol II.1 Sử dụng dầu thực vật II.1.1 Sơ lược về dung mơi trích ly Các phương pháp trích ly cholesterol từ lịng đỏ trứng sử dụng dung mơi hưu hexan, dimethyl ether… cho có hiệu phân tách cao Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp sử dụng dung môi không ưa chuộng sản xuất thực phẩm Các dung môi xem dung môi nguy hiểm cho sức khỏe người Đồng thời, việc xử lý dung môi cho không gây ô nhiễm môi trường vấn đề đáng quan tâm Trích ly cholesterol từ lịng đỏ trứng sử dụng dầu thực vật nghiên cứu từ lâu chưa khả thi nguyên nhân sau: Quá trình trích ly kéo dài, thời gian khuếch tán cholesterol từ lịng đỏ diễn chậm Thể tích dầu sử dụng thường lớn, nhiều lượng lòng đỏ 4-25 (w/w) Chưa đưa dược phương pháp tái chế dầu để sử dụng cho q trình dùng cho mục đích khác Lượng dầu sử dụng nhiều phải thải bỏ sau sử dụng làm chi phí sản xuất tăng cao, kết dẫn đến giá dung dịch lòng đỏ trứng sau tách cholesterol tăng lên tới 2-12 lần Đây điều mà người tiêu dùng chấp nhận Để khắc phục nhược điểm trên, người ta đưa phương pháp kết hợp đồng hóa áp suất cao với sử dụng dầu thực vật để tăng tốc độ trích ly giảm lượng dầu sử dụng Đồng thời, đề phương pháp tái chế dầu để sử dụng lại cho trình thu nhận cholesterol sản phẩm phụ  Phương pháp thực hiện gồm hai bước: Chuyển cholesterol từ lòng đỏ trứng sang dầu thực vật thu nhận dung dịch lịng đỏ trứng cholesterol Loại cholesterol khỏi lòng đỏ trứng, thu nhận lại dầu để tái sử dụng thu nhận cholesterol sản phẩm phụ II.1.2 Sơ đồ tách cholesterol dầu thực vật Lòng đỏ trứng Dầu thực vật Phối trộn Đồng hóa Ly tâm Dầu chứa cholesterol Lịng đỏ chứa cholesterol II.1.3 Giải thích quy trình II.1.3.1 Phối trợn Dung dịch lịng đỏ trứng phối trộn với dầu thực vật với tỷ lệ lòng đỏ trứng dầu 1:0.5-4, thích hợp 1:2 Dầu thực vật sử dụng dầu đậu phộng, dầu đậu nành, bắp, olive, hướng dương Xét trường hợp dùng dầu đậu nành Quá trình phối trộn thực thiết bị trộn, khuấy đảo với tốc độ chậm 1-5 phút Mục đích q trình chuẩn bị cho q trình đồng hóa áp suất cao II.1.3.2 Đồng hóa áp śt cao Mục đích q trình tạo hệ nhũ tương nước dầu Bình thường hàm lượng nước lòng đỏ trứng chiếm 50% khối lượng tồn lịng đỏ, lịng đỏ có tính chất hệ nhũ tương dầu nước Nhưng thêm dầu thực vật vào với tỷ lệ nhiều lịng đỏ trứng lần sau đồng hóa áp lực ta thu hệ nhũ tương nước dầu Cholesterol phân tử không phân cực, tồn phức lipoprotein với liên kết tương đối lỏng lẻo, nên hệ nhũ tương nươc dầu tạo thành cholesterol có xu hướng tách khỏi phức khuếch tán vào pha liên tục, dầu Một ưu điểm phương pháp tách phân tử không phân cực nhưcholesterol, phân tử có đầu phân cực phospholipids đựơc giữ lại, nhờ tính chất tạo nhũ phospholipids bảo tồn laòng đỏ trứng tách lúc kết thúc q trình Đồng hố áp suất cao có tác dụng làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc pha lịng đỏ trứng dầu thực vật, Nhờ cholesterol co thể dễ dàng di chuyển tới bề mặt tiềp xúc pha khuếch tàn sang dầu Do đó, trình trích ly diễn nhanh so với trích ly điều kiện bình thường Yêu cầu: Thực đồng hóa điều kiện kín khơng có khơng khí Điều kiện khơng có khơng khí tạo nhờ bơm chân khơng Điều kiện khơng có khơng khí làm giảm q trình oxi hóa chất béo, đặc biệt dầu thực vật, đảm bảo chất lượng dầu tái sử dụng nhiều lần Số lần dung dịch qua thiết bị lần tách lần (6 pass) Thực nhanh Khi áp suất đồng hóa tăng q trình địi hỏi phải thực nhanh, để tránh nhiệt độ toàn hệ thống ( bao gồm thiết bị hệ nhũ tương chứa đó) tăng lên cao, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thu Thời gian thích hợp để thực đồng hóa 12 phút/6 pass Nhiệt độ tốt để thực đồng hóa 50 oC Vì thực nhanh nên khơng cần có hệ thống làm mát Áp suất sử dụng 4000 Psi (~275bar hay 27,5 MPa) II.1.3.3 Ly tâm Mục đích q trình thu nhận dung dịch lịng đỏ trứng có hàm lượng cholesterol thấp thực ly tâm 2-60 phút, tốt 10 phút nhiệt độ phòng Số vòng quay 2000-20,000 RPM Tốt 10,000 RPM Dung dịch lòng đỏ trứng thu đựơc dùng dung dịch lịng đỏ trứng chưa xử lý: sản xuất dung dịch lòng đỏ trứng, bột lòng đỏ trúng, trộn với dung dịch lòng trắng trứng để tạo thành sản phẩm toàn trứng II.1.3.4 Tái sử dụng dụng dầu và thu nhận cholesterol Dầu chứa cholesterol sau chưng cất lôi nước (steam stripping) nhiệt độ 230-2600C áp suất chân không Cholesterol bị lôi với nước, thu nhận cách ngưng tụ phần hơi, sau hóa rắn cholesterol Tiếp theo cholesterol tinh thu nhận sản phẩm phụ dùng ngành công nghiệp khác mỹ phẩm Phương pháp tinh cholesterol không thuộc phạm vi báo cáo Dầu thực vật sau tách cholesterol tái sử dụng nhiều lần Theo Gideon Zeidler,1993 dầu thực vật tái sử dụng đến 10 lần Hình 37: Phần trăm cholesterol lại dầu sau chưng cất II.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng II.1.4.1 Tỷ lệ dầu sử dụng Tỷ lệ dầu lớn nhiều cholesterol khỏi lòng đỏ trứng Khi tăng tỷ lệ dầu từ 1:2 lên 1:4 khả tách có tăng khơng đáng kể Do đó, tỷ lệ sử dụng thích hợp 1:2 (tỷ lệ lịng đỏ trứng: dầu) Hình 41: Lượng cholesterol bị tách phụ thuộc vào áp suất tỷ lệ dầu sử dụng II.1.4.2 Áp suất Áp suất tăng khả trích ly tăng, nên ý quan hệ chi phí lượng lượng cholesterol tách Thích hợp 4000 Psi II.1.4.3 Số lần qua thiết bị đồng hóa Khi số lần qua thiết bị tăng khả trích ly tăng, chi phí lượng tăng tương ứng Khi thực lần tách (dung dịch qua thiết bị đồng hóa pass), tách khoảng 70% cholesterol Khi thực hai lần tách (dung dịch qua thiết bị đồng hóa 12-14 pass), tách khoảng 80% cholesterol Hình 42: Lượng cholesterol bị tách phụ thuộc vào số lần qua thiết bị II.2 Phương pháp hấp phụ cholesterol II.2.1 Sơ đồ tách cholesterol phương pháp hấp phụ Tác nhân phá nhũ Lòng đỏ trứng Tách granule Chất hấp phụ Granule Hấp phụ Tách chất hấp phụ Dầu chứa cholesterol Phối trộn Lịng đỏ chứa cholesterol II.2.2 II.2.2.1 Giải thích quy trình Ly tâm tách granule Mục đích q trình tách granule khỏi plasma lòng đỏ trứng Trong lòng đỏ, plasma chiếm tới 80-85% khối lượng Để phân tách granule plasma lòng đỏ trứng dễ dàng, thêm vào tác nhân phá nhũ, tác nhân phá nhũ có tác dụng làm tăng tốc trình phân tách Trong trường hợp này, tác nhân phá nhũ chọn nước nước rẻ, dễ dàng tách trở lại Tỷ lệ nước phối trộn thích hợp 50-100% khối lượng lòng đỏ trứng ban đầu Gia tốc ly tâm 1000-10,000g II.2.2.2 Hấp phụ Trong giai đoạn này, tác nhân hấp phụ không phân cực than hoạt tình, silicagel đảo pha, -cyclodextrin… hấp phụ cholesterol Theo Heinz-Riidiger Vollbrecht cộng (1989) -cyclodextrin có nhiều ưu điểm khả hấp phụ tương đối chọn lọc cholesterol cholesterol ester Lượng chất hấp phụ bổ sung vào dao động từ 3-40% khối lượng chất khơ plasma lịng đỏ trứng Quá trình hấp phụ hỗ trợ cách khuấy đảo Tùy vào chất chất hấp phụ sử dụng mà tách từ 60-99% cholesterol cholesterol ester bị hấp phụ Hình 43: Cơng thức cấu tạo -cyclodextrin II.2.2.3 Tách chất hấp phụ Chất hấp phụ cholesterol cholesterol ester đựơc tách phương pháp học thông thường lọc ly tâm Chất hấp phụ sau giải hấp phụ tái sử dụng nhiều lần II.2.2.4 Phối trộn một phần granule tách và plasma Mục đích q trình làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm Theo Heinz-Riidiger Vollbrecht cộng (1989) lịng đỏ trứng có chứa lượng nhỏ cholesterol tăng giá trị cảm quan II.2.2.5 Sau là mợt quy trình cụ thể được tiến hành thực nghiệm: Trộn kg lòng đỏ trứng, có hàm lượng tổng hàm lượng cholesterol 1.2%, với nước cất tỷ lệ 1:1 Ly tâm 15 phút oC với gia tốc ly tâm 6000g, thu 3.4 kg plasma lên bề mặt Phần tách khỏi hạt granule cách gạn Sau trộn với 238g -cyclodextrin khuấy vịng 60 phút Đem ly tâm hỗn hợp để tách chất hấp phụ rắn, thu dung dịch chứa 0.01% cholesterol Cuối cùng, trộn phần granule tách lúc đầu với dung dịch thu II.3 Sử dụng high methoxyl pectin II.3.1 Giới thiệu Pectin polysaccharide tự nhiên có mặt hầu hết thực vật, có chức tạo cấu trúc cho rau Pectin tách từ vỏ citrus bã táo điều kiện acid nhẹ Theo Day Kuhrts 1989, pectin có khả làm giảm cholesterol máu Thành phần pectin acid galacturonic ester hóa nhóm methoxyl Pectin phân làm hai loại high methoxyl pectin (HMP) low methoxyl pectin (LMP) phụ thuộc vào mức độ ester hóa (degree of esterification) Nếu gốc acid galacturonic ester hóa 50% gọi HMP, 50% gọi LMP HMP có số lượng lớn nhóm ester methyl (-COOCH 3), có khả tạo gel hịa tan nước Việc sử dụng HPM để tách cholesterol lịng đỏ trứng nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm nên q trình nghiên cứu cịn tiếp tục để lựa chọn thông số tối ưu II.3.2 Các bước thực hiện thí nghiệm sau: 5g lịng đỏ trứng cân pha lỗng với dung dịch nước để xác định tỷ lệ pha lỗng Chỉnh pH KOH 1mol/l Lịng đỏ trứng gel pectin trộn với tỷ lệ thích hợp khuấy kỹ Hỗn hợp làm lạnh 4oC 30 phút Hỗn hợp ly tâm 5000g 10 phút 4oC Cholesterol chứa phần loại cách gạn II.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng II.3.3.1 Mức đợ pha lỗng Khi tăng mức độ pha lỗng lượng cholesterol bị tách tăng lên Điều giải thích tăng mức độ pha lỗng độ nhớt hỗn hợp giảm xuống, tạo điều kiện thuận lợi cho tạo thành phức pectin cholesterol Do lượng cholesterol có mặt dung dịch giảm xuống Nhưng mức độ pha lỗng q lớn khơng có hiệu kinh tế II.3.3.2 Lực ion Theo Janson Ryden, 1998 tăng lực ion dẫn đến protein để lộ acid amin kỵ nước, có tương tác kỵ nước protein lịng đỏ trứng nhóm chức methyl ester pectin Điều làm giảm tạo thành phức pectincholesterol làm tăng tổn thất protein II.3.3.3 Nồng độ gel pectin Khi tăng hàm lượng HMP sử dụng lượng cholesterol bị tách khỏi dung dịch tăng lên Do tăng HMP số lượng nhóm methyl ester kỵ nước tăng lên, tạo thành phức pectin cholesterol thuận lợi Nhưng hàm lượng HMP cao làm tăng độ nhớt, gây khó khăn cho di chuyển phân tử cholesterol, dẫn đến khó khăn cho tạo phức Hình 45: Ảnh hưởng lực ion lượng gel pectin sử dụng đến phần trăm cholesterol giảm dung dịch PHẦN VII: TÀI LIỆU THAM KHẢO I Sách: [1] Lê Văn Việt Mẫn - Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống, tập - NXB Đại học quốc gia TPHCM - 2004, 296 trang [2] Lê Ngọc Tú (chủ biên) – Hoá học thực phẩm – NXB Khoa học kỹ thuật – 2003 [3] Bylund G - Dairy processing handbook – Tetra Pak processing systems AB publisher, Lund, 1995, 436p [4] Rainer Hlopalahti, Rosina Lopez, Marc Anton- Bioactive egg compounds – SpringGrznsb [5] R.G.Board - Microbiology of the avian egg - NXB: Kluwer the language of science [6] Takehiko Yamamoto,Lekh Raj Juneja, Mujo - Hen eggs-their basic and applied science II Bài báo: [7] Takayuki Mitsuya cộng - Method of preparing a powder composition Patent No.US 6,824,800 Bl, Nov 30 - 2004 [8] Forest H cộng - Process for preparing egg powder Patent No 592,449 February 11, 1932 [9] Tsunesuke Ueda cộng - Processed egg powder and process for production thereof - Patent No.5,487,911 - Jan 30, 1996 [10] Gary W Pace, Awadesh K Mishra, A Snow – Spray drying process and compositions of fenofibrate - Patent No: US 2002/0056206 - May 16, 2002 [11] Robert M Blankest and Richard T - Method of making areadly dispersible egg yolk powder and product - 111,135 - May 19,1961 [12] D.Melnick - Low cholesterol dried egg yolk and process - Patent No: 3,563,765 – 1967 [13] Z G Kassaify and Y - Mine Nonimmunized egg yolk powder can suppress the colonization of Salmonella typhimurium, Echerichia coli O157:H7 and Campylobacter jejuni in laying hens- Poultry Science: 83:1497-1506 – 2004 [14] Joseph A Conte, Jr., Waterford – Method for removing cholesterol from eggs - Patent Number:5,091,203 - Feb 25, 1992 [15] Edwin E Garcia Rojas , Jane S dos Reis Coimbra , Luis A Minim , Jackson F Freitas - Cholesterol removal in liquid egg yolk using high methoxyl pectins Universidade Federal de Vic¸osa, Av P.H Rolfs s/n, CEP: 36570-000, Vic¸osa, MG, Brazil [16] Gideon Zeidler - Method for removal of cholesterol and fat from liquid egg yolk with recovery of free cholesterol as a byproduct- Patent No:5468511, Nov 21 1995 [17] Heinz-Riidiger Vollbrecht, Jan Cully, Johann Wiesmiiller – Process for removal of cholesterol and cholesterol esters from egg yolk- Patent Number: 5,063,077, Nov 5, 1991 III Trang web: www.alibaba.com www.onvoconcept.com www.schaffelaarbos.nl www.sanovoeng.com www.coenraadts.com www.patentgenius.com www.patentstorm.us www.patentalpha.com ... hệ thống trùng SANOVO SANOVOMIDI Năng suất thiết bị (l/h) 600-6000 o Nhiệt độ trứng vào ( C) Nhiệt độ trùng (oC) 68-70 Thời gian giữ nhiệt (giây) 210 Dòng tiêu thụ (kg/h) 17-168 SANOVOMAXI 1500-6000... Eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) acid béo ω3 Chúng đặc biệt hữu ích cho phụ nữ có thai, bà mẹ cho bú phát triển trẻ nhỏ I.4.3.2 Protein Protein bao gồm protein tự do, protein liên... nghệ máy lọc SANOVO SAF 1200 Năng suất (l/h) 8.000 – 12.000 Kích thước lỗ lọc (mm) 0.1 32 Đề tài: Sản xuất bột lòng đỏ trứng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 21: Máy lọc SANOVO SAF 1200