Chất béo trong công nghệ sản xuất bánh kẹo

Chất béo là một dạng lipid, chúng được phân biệt với các dạng lipid khác bởi các cấu trúc hóa học và tính chất vật lý. Loại chất béo này có vai trò rất quan trọng đối với các dạng sự sống, hỗ trợ cho các chức năng cấu trúc và chức năng trao đổi chất. Chúng là một phần quan trọng trong chế độ ăn của các sinh vật dị dưỡng (bao gồm cả con người). Chất béo và lipid được chia nhỏ trong cơ thể bởi các enzyme được gọi là lipases sản sinh trong tuyến tụy.

I.Giới thiệu về chất béo

Chất béo là một dạng lipid, chúng được phân biệt với các dạng lipid khác bởi các cấu trúc hóa học và tính chất vật lý Loại chất béo này có vai trò rất quan trọng đối với các dạng sự sống, hỗ trợ cho các chức năng cấu trúc và chức năng trao đổi chất Chúng là một phần quan trọng trong chế độ ăn của các sinh vật dị dưỡng (bao gồm cả con người) Chất béo và lipid được chia nhỏ trong cơ thể bởi các enzyme được gọi là lipases sản sinh trong tuyến tụy.Chất béo bao gồm một nhóm các hợp chất hòa tan trong các dung môi hữu

cơ và thường không hòa tan trong nước và nhẹ hơn nước Về mặt hóa học, chất béo là triglycerides, este của glyxerol và một vài loại axit béo Chất béo

có thể tồn tại ở dạng rắn hoặc lỏng ở trong điều kiện nhiệt độ phòng phụ thuộc vào cấu trúc và thành phần của chúng Mặc dù các từ "dầu", "mỡ" và

"lipid" đều dùng để chỉ chất béo, "dầu" thường được dùng để chỉ chất béo ở dạng lỏng trong điều kiện phòng bình thường, trong khi "mỡ" là chỉ chất béo

ở thể rắn trong điều kiện phòng bình thường "Lipid" được dùng để chỉ cả chất béo ở thể lỏng và rắn, cùng với những chất liên quan khác, thường dùng trong ngữ cảnh y học hoặc hóa sinh "Dầu" thường được dùng để chỉ chất không hòa trộn với nước và có cảm giác nhờn, ví dụ như dầu mỏ hay tinh dầu,bất kể cấu trúc hóa học

I.2.1. Đặc điểm acid béo của TAG :

Các acid béo là các hydrocacbon no hay không no Tính chất vật lý của các TAG phụ thuộc chủ yếu vào thành phần và cấu trúc của các acid béo tạo nên

nó Chiều dài và độ no của mạch acid béo ảnh hưởng trước tiên đến nhiệt độ nóng chảy và kết tinh của chất béo

*Bảng: Một vài acid béo thường gặp trong chất béo và kí hiệu của chúng

Kí hiệu

Acid béo Chiều

dài mạch

Số nối đôi

• Chiều dài và độ no của mạch acid béo là yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến nhiệt

độ nóng chảy và kết tinh của chất béo , Mạch carbon càng dài và độ no càng lớn thì thành phần pha rắn càng cao Nếu trong mạch carton của chất béo có một nối đôi thì gây ra “ gãy mạch ” dẫn đến làm giảm nhiệt độ nóng chảy

Mạch hydrocacbon của acid béo

Thông thường , các TAG được ký hiệu bằng ba ký tự đặc trưng cho 3 acid béo R1 , R2 , R3 Thí dụ PSP biểu thị cho glycerol - 1,3 - dipalmitate - 2 - stearate Nếu TAG có R1 , R2 và R3 giống nhau , gọi là monoacid ; còn lại thì sẽ gọi là TAG có acid hỗn hợp Một vài acid béo thường gặp trong chất béo và ký hiệu của chúng được trình bày trong bảng

I.2.2. Các dạng tù tình của TAGS

Ở trạng thái rắn , phân tử TAG có thể tồn tại ở nhiều dạng tinh thể khác nhau nên gọi là chất đa định hình ( polymorphism ) Các dạng tinh thể này ẵnh hưởng nghiêm trọng đến nhiệt độ nóng chảy của chúng

Tinh thể của chất béo có 3 dạng cơ bản : Tuy nhiên nhiều chất béo có nhiều hơn 4 dạng cơ bản này , các dạng trung gian

Hình dạng phân tử TAG có hai cách sắp xếp : hình nữa và hình ghế Sự sắpxếp các dạng ghế có thể tạo cấu trúc chồng 2 hay chồng 3 , Do một phân tử TAG có 3 nhánh acid béo Hai nhánh acyl tại vị trí số 1 và số 3 thường xếp thẳng hàng ” với nhau Riêng nhánhacyl ở vị trí số 2 sẽ xếp dọc theo mạch Ccủa một trong hai nhánh còn lại Khi các phân tử TAG kết tinh sẽ sắp xếp vớinhau theo 2 cách trình bày trong hình Các cách sắp xếp này khiến cho các TAG hợp lại thành từng khối Nếu nhánh acyl tại vị trí số 2 của 2 Triglycerid nằm về 2 phía thì chất béo kết tinh dạng “ chồng đôi ” Nếu liên kết giữa các TAG là do sắp xếp sát nhau của các nhánh acyl ở vị trí số 1 và số 3 , chất béo

I.3. Phân loại chất béo trong thực phẩm

I.3.1. Chất béo không bão hòa ( unsaturated fat )

- Monounsaturated fat : phân tử acid béo chứa một liên kết đối

* Các nguồn chứa monounsaturated fat :

• Sunflower oil nea

• Tea oil Camellia

-Polyunsaturated fat: phân tử acid béo có hơn một liên kết đôi

-Chất béo dạng trans: có thể là monounsaturated fat hay polyunsaturated fat

I.3.2. Chất béo bão hòa ( saturated fat )

Là các chất béo chỉ chứa các acid béo bão hòa

Chất béo gồm các hợp chất tan trong dung môi hữu cơ và không tan trong nước Về mặt hóa học, chất béo được hiểu là hỗn hợp các triglyceride ( TAG-

là triester của các acid béo với glycerol ) Nó chứa đến 90-99 % TAG , 1-8 % diglycerides và một ít monoglycerides, phospholipid, tocopherols và sterols Chất béo có thể ở dạng rắn hay lỏng ở nhiệt độ thường tùy thuộc vào cấu trúc và thành phần của nó Chất béo thường được gọi là dầu hay mỡ là theo thói quen của người Việt Nam Tại nhiệt độ phòng, triglyceride ở dạng lỏng gọi là dầu còn triglyceride ở dạng dẻo hay rắn thì gọi là mỡ Riêng chất của sữa gọi là bơ

I.4.1. Tính chất vật lý

- Nhiệt độ nóng chảy :

• Chiều dài mạch Cacbon tăng → Cac tăng (tuy nhiên không nhiều lắm)

• Số nối đôi tăng the giảm ( rất đáng kể )

• Acid béo có số cacbon chắn có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn

• Dạng cis có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn dạng trans

• Nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp acid béo sẽ thấp hơn của acid béo có nhiệt nóng chảy thấp nhất

Triglycerides ( TAG ) có nhiệt độ nóng chảy khác nhau do các dạng kết tinh a , B , B và gần bằng acid béo tự do , MAG > DAG > TAG

• Phospholipid có nhiệt độ nóng chảy rất cao nhưng nếu nằm trong hỗn hợpacid béo thì nó giảm đột ngột

→Tóm lại :

* Sự nóng chảy không xảy ra ở một nhiệt độ nhất định

* Biến đổi trong một khoảng nhiệt độ tùy thuộc vào thành phần các acid béo có mặt trong chất béo

* Khả năng nóng chảy của chất béo được đánh gía thông qua :

• Phần trăm chất béo rắn SFC ( Solid fat content - SFC )

• Chỉ số rắncủa chất béo SFI ( solid fat index - SFI )

* SFI biểu thị tỷ lệ chất béo ở dạng rắn / dạng lỏng tại một nhiệt độ nhất định và có liên quan chặt chẽ đến trạng thái của sản phẩm tại nhiệt độ đó

* Cùng chất béo : giá trị SFI giảm khi nhiệt độ tăng

* Ở cùng nhiệt độ : SFI càng cao thì chất béo càng rắn

* Nhiệt độ cần quan tâm :

• Nhiệt độ môi trường ( 25-40 ° C tùy vùng khí hậu )

• Thân nhiệt 37c

• Nhiệt độ phối trộn chất béo vào hỗn hợp kẹo hay bột nhào

• Nổi đôi không ảnh hưởng nhiều lắm

• Methylester có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 30 ° C so với acid béo tự do ( FFA )

• TAG có nhiệt độ sôi rất cao

- Độ nhớt :

Phân tử lượng càng lớn thì độ nhớt càng tăng

Acid béo không no ( UFAs ) có độ nhớt nhỏ hơn acid béo no ( SFAs ) MEs ( methylester ) , EEs ( Ethylester ) < FFA

TAG > FFA

Acid béo tự do bị oxy hóa tạo trime , dimer ) acid béo tự do chưa bị oxy hóa , Từ đó dựa vào độ nhớt để xác định mức độ oxy hóa

- Độ hòa tan trong dung môi hữa cơ :

• FFAs : tan tốt trong dung môi phân cực trung bình : chloroform ,

cyclohexan , benzene

• SFAS ( acid béo no ) : hòa tan kém hơn trong các dung môi không phân cực ( hexan ) hay trong rượu ở nhiệt độ thường nhưng tan rất tốt trong rượu ở nhiệt độ cao

• UFAs ( acid béo không no ) hòa tan tất tốt trong hầu hết các loại dung môi

• MAG hòa tan rất tốt trong rượu , kém trong dung môi không phân cực ( petrocher )

• TAG tan tốt trong chloroform , didthylether , aceton , không hòa tan trongrượu

• Sáp hòa tan trong xăng hay rượu

• Phospholipids tan tốt trong petroether , một phần trong ethanol và hầu như không hòa tan trong aceton

- Sức căng bề mặt : sức căng bề mặt giảm khi nhiệt độ tăng Sức căng bề mặt

bị ảnh hưởng bởi độ tinh khiết của chất béo

I.5.1. Phản ứng với Iod

Giá trị iod là số gam iod phản ứng với 100g chất béo

Phản ứng cộng với nối đôi , biểu thị độ không no của acid béo

Những acid béo no có giá trị Iod bằng 0

I.5.2. Phản ứng thuỷ phân

Xúc tác : acid , kiềm , enzyme lipase

TAG → DAG→ MAG →glycerol

I.5.3. Phản ứng cộng

Hydro hóa là phản ứng cộng hydro vào các nối đôi của acid béo không nào trong các glycerides Như chúng ta đã thấy , ở nhiệt độ thường mở động vật ở trạng thái rắn còn dầu thực vật ở trạng thái lỏng là do trong mỡ động vật có hàm lượng acid béo nó tương đối cao hơn Khi kết hợp hydro vào nồi đôi củaacid béo sẽ làm cho dầu thực vật trở nên giống với chất béo động vật Dầu động vật đã hydro hóa hoàn toàn cũng giống hoat như mỡ cừu , do đó trong thực tế sản xuất , có trường hợp người ta chỉ hydro hóa đến một mức độ nào

dó

I.5.3.1. Hydro hóa chọn lọc :

Mục đích : nhằm để giảm hàm lượng acid linolenic và do đó làm tăng độ bền của dầu Chẳng hạn hydro hóa dầu đậu tương đã làm giảm hàm lượng acid linolenic từ 9 % xuống dưới 1 % , ứng với chỉ số iọt từ 130 xuống 115Xúc tác : Ni ( hay Cu , Pd )

Điều kiện: hydro phải thật sạch và cacbon oxyt và các hợp chất lưu huỳnh

có thể bị hấp thụ vào chất xúc tác rồi đầu độc tố , nhiệt độ cao

I.5.3.2.Hydro hóa từng phần hay toàn bộ

Mục đích : tạo ra các chất béo rấn làm nền để sản xuất margarine hoặc để sản xuất mở nhũ hóa

Điều kiện : nhiệt độ và áp suất thấp hơn chọn lọc , thời gian dài và nồng độ xúc tác nhiều hơn

→ phản ứng hydro hóa ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng vì nó làm giảm hàm lượng các acid béo cần thiết , hàm lượng vitamin , và màu sắc các chất màu carotenoit có mặt trong

I.5.4. Phản ứng chuyển ester hóa

I.5.5. Phản ứng nội chuyển ester

R1COOR2 + R 3 COOR4 →R1COOR4 + R3COOR2

Phản ứng này không làm thay đổi thành phần hóa học mà thay đổi tính chấtvật lý Xúc tác của phản ứng : xúc tác hóa học : acid , kiềm ( NaOH ) , hoặc xúc tác enzyme

I.5.6. Oxy hóa chất béo

Gây màu và mùi ôi cho sản phẩm

Tùy thuộc vào bản chất oxy hóa và điều kiện phản ứng mà tạo ra các sản phẩm oxy hóa như peroxide , cetoacid

Dầu khi tiếp xúc với ánh sáng , không khí cũng có thể xảy ra quá trình oxy hóa

I.6.1. Sự kết tinh chất béo:

Sự thay đổi pha rất quan trọng trong đặc điểm, sự sản xuất, và cách sử dụngchất béo trong bánh kẹo Khi đó, nhiệt và thể tích đều thay đổi Và sự kết tinh

là sự chuyển pha quan trọng nhất Sự kết tinh là một hiện tượng quan trọng

sang dạng tinh thế khác là một quá trình quan trọng đối với triglycerid và chấtbéo trong bánh kẹo.

I.6.1.1. Định nghĩa quá trình kết tinh:

Là quá trình tạo ra các tinh thể từ dung dịch

Nó là quá trình truyền khối từ pha lỏng sang pha rắn tạo ra các tinh thể tinh khiết

I.6.1.2. Sự sinh mầm tinh thể

Sự sinh mầm hay hay hình thành tinh thế từ trạng thái lỏng là yếu tố quan trọng nhất trong việc điều khiển quá trình kết tinh Tốc độ kết tinh là yếu

tố chính quyết định số lượng và kích thước tinh thể, dạng cấu hình và sự phânphối các tinh thể rắn Sự kết tinh chỉ xảy ra khi pha đạt quá bão hòa hay quá lạnh Tuy nhiên trạng thái quá bão hòa hay quá lạnh không là điều kiện đủ mà phải có năng lượng xác định để hình thành hạt nhân

I.6.1.3. Mầm tinh thể là gì?

Mầm tinh thể hay hạt nhân tinh thể là tinh thể nhỏ nhất có thể tồn tại trong dung dịch ở một nhiệt đo xác định Sự hình thành mầm tinh thể từ pha lỏng yêu cầu các phân tử sắp xếp thành mạng tinh thể và có một năng lượng

tự do cần thiết cho sự chuyển pha này Nhưng khi sự sinh mầm xảy ra thì năng lượng lại giảm

I.6.1.4. Thuyết sinh mầm

- Sinh mầm đồng thể

Là sự sinh mầm là sự lớn lên của các phân tử trong pha lỏng Đó là sự hình thành của các phân tử hay ion cùng loại với nhau tại các dimer và dimer trở thành trimer , quá trình cứ thế tiếp tục đến khi tạo dạng ổn định Quá trìnhnày phụ thuộc vào nhiệt độ và sự quá bão hòa

Là sự sinh mầm xảy ra khi có mặt các tinh thể khác Nó có thể xảy ra bất

cứ khi nào có các thành phần nào tách ra khỏi bề mặt tinh thể Khi các tinh thể

va chạm tạo thành các mãnh vỡ trong quá trình khuấy trộn thì hiện tượng này xảy ra, nhưng nếu các mãnh vỡ nhỏ hơn kích thước tới hạn thì nó sẽ tan ra chứ không hình thành loại hạt nhân này

Trong suốt quá trình cất phân đoạn chất béo , sự sinh mầm lần thứ hai là điều không mong muốn vì những tinh thể nhỏ tạo thành xen lẫn trong các tinhthể lớn thì sẽ cản trở cho quá trình phân tách Do đó khi cất phân đoạn thì khuấy sao cho nhiệt chuyển đổi từ từ Sự sinh mầm loại này bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ , phụ gia, độ tinh khiết, sự khuấy trộn, tốc độ khuấy, số lượng và kíchthước tinh thể, và sự xù xì của bề mặt

* Động học sinh mầm

Tốc độ sinh mầm được tính bằng tốc độ hình thành hạt nhân (số lượng hìnhthành trên một đơn vị thể tích trong một đơn vị thời gian) Thời gian cần thiết

để bắt đầu sự sinh mầm là bắt đầu từ trạng thái quá lạnh

Phương trình mô tả sự sinh mầm của lipid:

trình màu nâu của nhiều loại thực phẩm ,đem lại cho họ một màu nâu vàng hấp dẫn.

- Chất béo giúp cho kẹo trở nên bóng mịn, ít dính răng khi ăn và còn chống dính giữa các viên kẹo với nhau hay với mặt bàn trước khi được bao gói

- Chất béo được bổ sung vào bột nhào,phun lên bề mặt hay bọc vỏ áo,là thành phần của kem kẹp, một số loại nhân bánh và được dùng quét chống bánh dính khuôn

- Chất béo như là chất mang cho các tinh thể đường đã được nghiền mịn trong kem bánh và lớp vỏ áo của bánh

- Chất béo có thể được phun lên bề mặt để tạo lớp màng bóng, tăng cường màu vàng nâu lên bề mặt bánh sau khi nướng Các chất tạo hương sẽ được bổ sung vào dầu phun , như vậy hương vị sẽ ít bị tổnthất hơn so với khi cho vào bột nhào rồi nướng

Chất béo là một trong những chất truyền nhiệt hiệu quả nhất trong khi nấu.Dầu nóng có thể truyền nhiệt trên bề mặt của thực phẩm mà không làm hỏng phần bên trong

Sử dụng chất béo và dầu truyền nhiệt cũng tạo điều kiện hình thành lớp vỏ ngoài cho các sản phẩm chiên rán

2.4 Về mặt cấu trúc sản phẩm.

Trong bột nhào:

Chất béo ảnh hưởng đến độ dẻo, độ dai của khối bột nhào giúp bột nhàotơi, dẻo, giảm sự kết dính, giảm tính đàn hồi, gỉảm sự co dãn của khung gluten

Tạo màng chất béo trên các hạt keo giảm sự liên kết giữa các hạt keo với nhau, gỉam tính đàn hồi,giảm sự co dãn.

Đóng vai trò là chất bôi trơn làm giảm lượng nước và ẩm trong bột nhào

Có ảnh hưởng tốt hay xấu phụ thuộc vào thành phần chất béo và mức độphân tán vào khối bột

Chất béo giúp cho bột nhào thêm dẻo tơi và làm cho bánh tăng độ xốp trong sản xuất bánh quy

Chất béo giúp giữ khí, làm tăng tính ổn định của các lỗ khí, tránh hiện tượng vỡ hay nhập bọt khí nên giúp cấu trúc bánh xốp hơn, mịn hơn trong quátrình nướng bánh

III Những dạng chất béo thường được thường dùng trong sản xuất bánh kẹo

III.1 Bơ cacao

Bơ ca cao là một loại chất béo được chiết xuất từ hạt ca cao Chất béo này được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo và mỹ phẩm Hạt ca cao sau khi thu được, sẽ được đưa đến nhà máy ca cao, nơi chúng được rang, tách và ép Các chất béo tách được làm thành bơ ca cao

Trong quy trình sản xuất bột cacao, ở giai đoạn ép tách chất béo ra khỏi bộtcacao nhào, ta thu được bơ ca cao Ngoài ra có thể dùng một số dung môi hữu

cơ để chiết trực tiếp chất béo ra khỏi cacao như tricloethylen, cyclohexan, etylic, isopropylic,… sau khi đã xay và loại mầm

Cacao Tây Phi có hàm lượng bơ cao, từ 56-58% trọng lượng hạt Cacao Châu Á lai nhiều để có hạt to và năng xuất cao có tỷ lệ bơ trung bình Nói chung để chấp nhận được hạt cacao cần có tỷ lệ bơ trung bình từ 54% trở lên Đây là nguồn nguyên liệu không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể mà

trong quá trình chế biến, bơ cacao sẽ được chuyển hóa tạo ra hương vị đặc trưng cho chocolate.

Bảng 3.1 Thành phần chất béo trong bơ ca cao

Hàm lượng (%)

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

(Tổng quan tài liệu về chất béo trong bánh kẹo _ Trần Thị Thu Trà)

Do trong thành phần của bơ ca cao có chứa nhiều axit béo no cao như axit palmitic (C16:0), axit stearic (C18:0) nên bơ ca cao có dạng rắn ở nhiệt độ bình thường và tan chảy ở khoảng nhiệt độ 32–350C Vì vậy, khi sử dụng bơ

ca cao để sản xuất chocolate đã tạo ra chochocolate một tính chất đặc biệt, đó

là khả năng tan chảy ngay trong miệng Đây cũng là một phương pháp nhanh chóng và hiệu quả để đánh giá chất lượng của chocolate

Bơ ca cao là chất béo có giá thành rất cao Do đó, người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu để tìm ra các chất béo khác thay thế cho nguyên liệu bơ ca cao nhằm làm giảm giá thành sản phẩm Tuy nhiên, các chất thay thế chỉ giống

như tính chất đặc trưng cho sản phẩm chocolate như bơ ca cao Do đó, hàm lượng các chất thay thế được sử dụng trong sản xuất chỉ ở mức giới hạn không vượt quá 20% so với bơ cacao.

Bảng 3.2 Một số tiêu chuẩn về bơ ca cao

Bơ ca cao có giá trị dinh dưỡng rất cao Nó cung cấp đầy đủ các loại axit béo cần thiết cho cơ thể với một tỉ lệ tương đối phù hợp Ngoài ra, thành phần axit béo linoleic trong bơ cacao còn là một loại axit béo quan trọng mà cơ thể không tổng hợp được Axit béo này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng tế bào và chất kháng viêm trong cơ thể.

ca cao (tức là ảnh hưởng đến lượng axit béo và triglyceride).

Sự tăng nhiệt độ của cây: Nhiệt độ thấp sẽ làm tăng lượng axit béo không bão hòa

Mưa: Mưa tăng sẽ làm tăng axit stearic và axit oleic

Nắng: Nắng nhiều làm tăng axit oleic và giảm axit palmitic

Gen: Quyết định tính chất cứng hay mềm của bơ ca cao do chứa thành phầnaxit béo khác nhau

Thời gian thu hoạch: Hàm lượng axit stearic tăng trong suốt thời gian phát triển quả ca cao Vì thế nên thu hoạch sớm hơn để có hàm lượng axit palmitic cao và hàm lượng axit oleic, stearic thấp

Đặc điểm bơ cacao khác nhau thì quá trình làm dịu trong sản xuất cacao

sẽ khác nhau Để khắc phục tình trạng này có thể trộn các loại bơ cacao có nguồn gốc khác nhau để tạo ra sản phẩm phù hợp

Bơ cacao có nhiệt độ kết tinh khoảng từ 23–280C

Ở nhiệt độ thường thì nó cứng và giòn khiến cho sản phẩm chocolate làm

ra có độ cứng và giòn đặc trưng

Bơ cacao nóng chảy ở 32–350C→ sản phẩm dễ tan và không bám trở lại

trong miệng người ăn, tạo cảm giác mát dễ chịu

Bơ cacao có hàm lượng axit béo no tương đối cao → ít bị oxy hóa và hư

hỏng so với các loại bơ khác

Giá thành bơ cacao cao hơn bơ thường nên chỉ sử dụng cho các loại kẹo cao cấp hay vỏ bọc cho 1 số loại kẹo.

III.1.4. Vai trò.

Bơ cacao là thành phần chính trong chocolate (chocolate trắng, chocolate sữa, chocolate đen) Ứng dụng này là quan trọng nhất trong vấn đề tiêu thụ bơcacao

III.2. Bơ[TLTV 4]

Bơ là một chế phẩm sữa, được làm bằng cách đánh sữa hoặc kem tươi, có hoặc không có muối, thường chứa từ 80% chất béo theo trọng lượng khô

Có nhiều loại bơ khác nhau tùy theo sữa của loài động vật nào và phương pháp chế biến Các hạt chất béo có trong sữa được bao bọc bởi một lớp màng,lớp màng này giúp cho các hạt chất béo lơ lửng trong sữa Quá trình sản xuất

bơ thực chất là quấy trộn làm vỡ lớp màng đó để chất béo đông tụ lại thành khối bơ

Bơ ngọt(sweet cream butter) hay bơ không lên men: Trong quy trình sản xuất bơ không có quá trình lên men lactic được thực hiện nhờ nhóm vi khuẩn lactic

Bơ chua(sour cream butter) hay bơ lên men (cultured cream butter): Quá trình lên men lactic được thực hiện sau quá trình thanh trùng nguyên liệu cream trong quy trình sản xuất nhằm tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm.Ngoài ra người ta có thể phân loại bơ dựa vào lượng muối có trong sản phẩm:

• Bơ không chứa muối(hàm lượng NaCl trong sản phẩm không lớnhơn 0,2%)

• Bơ với hàm lượng muối thấp – mildly salted butter(hàm lượng muối 0,2–1%).

• Bơ với hàm lượng muối cao – strongly salted butter(hàm lượng muối 2%)

Cream.

Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream Các nhà máy sản xuất bơ có thể thu cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp ly tâm hoặc thu mua cream từ các nhà máy chế biến sữa khác.Trên thị trường hiện nay hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 35–40%

Người ta đánh giá chất lượng bơ dựa vào các chỉ tiêu cảm quan hóa lý và visinh:

• Chỉ tiêu cảm quan: Phổ biến nhất là màu sắc, mùi vị của bơ Ngoài ra, người

ta còn đánh giá cảm quan cấu trúc của sản phẩm (độ cứng, độ dẻo, ) bằng cách phết bơ lên bánh rồi quan sát

• Chỉ tiêu hóa lý: Hàm lượng chất béo trong sản phẩm, độ ẩm, hàm lượng các chất rắn không béo, hàm lượng muối, độ chua, Tùy theo quy định của mỗi nước và mỗi cơ sở sản xuất mà các chỉ tiêu hóa lý có thể dao động trong những khoảng khác nhau Thông thường, độ ẩm tối đa trong bơ là 18%, lượngchất béo tối thiểu 80÷82% Ngoài ra bơ còn có muối NaCl, protein, các

vitamin tan trong chất béo như A, D…

• Chỉ tiêu vi sinh: Gồm các chỉ tiêu cơ bản như tổng số vi khuẩn, nấm men và nấm sợi Trong nhóm vi sinh vật gây bệnh, người ta quan tâm đến Salmonella

và Listeria Chúng không có mặt trong bơ thành phẩm

III.3. Shortening[internet 3,4] [TLTA 2]

Từ “Shortening” có ý nghĩa gốc là chất làm giòn hơn cho bánh (Shorter) Với nghĩa đó, shorterning bao gồm các loại chất béo như bơ, mỡ bò và mỡ heo Sau đó, khi công nghệ phát triển hơn, từ Shorteing dùng để chỉ các chất béo qua chế biến nhằm thay thế bơ Và hiện nay, từ Shortening dùng để chỉ dầu thực vật đã được biến đổi như ly tâm hay hydro hoá để có dạng rắn, có tính dẻo, màu trắng đục, xốp bề mặt ở nhiệt độ thường

Shortening và magarine bắt đầu đựơc nghiên cứu ở châu Aâu từ giữa thế kỷthứ XIX, nhằm mục đích tìm chất béo thay thế bơ để giảm giá thành sản phẩm Năm 1869, trong khi phân tách mỡ bò thành nhiều phần riêng, Mege Mourie đã nhận xét rằng một trong số các sản phẩm phân tách đó có do khả năng tan chảy trong miệng và độ đặc giống của bơ và có thể sử dụng tốt trongsản xuất bánh kẹo (Andersen and Chrysam) Quy trình sản xuất chất thay thế

bơ của Mourie được đưa ra thị trường và dần được biến đổi cho phù hợp với từng vùng Thí dụ shortening được làm từ mỡ heo thay cho mỡ bò (Bodman; Chrysam and Weiss) Sau đó năm 1873, Roudebush bổ sung thêm dầu hạt bông vào trong mỡ bò và khuấy trộn đều để tạo shortening (Andersen & Williams, 1965a) Sau dầu bông, dầu bắp, dầu dừa, dầu đậu nành, dầu cọ cũnglần lượt được thử nghiệm bổ sung vào mỡ bò để tạo ra nhiều loại shortening khác nhau Năn 1903, Norman được cấp bằng sáng chế cho quá trình hydro hoá dầu lỏng tạo thành chất thay thế bơ giá rẻ (Manderstam, 1939 ) Từ đó đếnnay, công nghệ sản xuất shortening không ngừng phát triển và phục vụ không chỉ cho công nghiệp sản xuất bánh kẹo mà còn cho nhiều sản phẩm thực phẩm khác

3.3.3 Một số tính năng cơ bản của shortening.

Shortening giống như một số chất mỡ khác nó có tính dẻo màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, liền không bị nứt, nhiệt độ nóng chảy cao Ở dạng nóng chảy, shortening trong suốt, có màu vàng nhạt, không có mùi vị đặc trưng của nguyên liệu ban đầu

So với các chất béo tự nhiên khác, shortening bền nhiệt và có nhiệt nóng chảy cao nên sản phẩm ít bị chảy dầu, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.Tính cơ lý của shortening tốt hơn dầu tinh luyện ở dạng lỏng Sử dụng

shortening có thể giảm hẳn hiện tượng ôi hóa của dầu, tăng chất lượng và hình thức cảm quan của thực phẩm Tuy nhiên điều này cũng làm giảm lượng acid béo không no thay thế ở cơ thể người

Khi lựa chọn shortening cho sản phẩm, cần phải dựa vào 3 thông số chính

là tỷ số giữa pha lỏng và pha rắn ở nhiệt độ thường, mức độ mềm dẻo và mức

độ bị oxy hóa của shortening Nếu tạo hỗn hợp nhũ tương đồng thể giữa shortening và nước, bổ sung muối khoáng, hương liệu và vitamin ta sẽ có 1 sản phẩm thay thế bơ được gọi là margarine Thông thường margarine sẽ chứamột lượng khoảng 15% nước và được nhũ hóa để có độ đặc tương tự như bơ

Độ đặc có thể thay đổi bằng cách sử dụng những chất béo với nhiệt độ nóng chảy khác nhau

III.3.3. Phân loại.

All-purpose shortening: Có hai loại là có chất nhũ hóa và không nhũ

hóa Loại không nhũ hóa thì thích hợp sản xuất banhs cookie, cracker và chiên Loại có nhũ hóa (chứa 5-8% mono-di-glycerides) dùng để sản xuất kem, bánh phủ kem trên mặt.

Fluid shortenings: chứa ít tinh thể, được tạo thành từ chất béo cứng và

chất nhũ hóa rồi làm lạnh chậm, khuấy cho tan chảy ra.

Filler fat shortenings: Dùng trong sản xuất các loại bánh có một hỗn

hợp ở giữa 2 miếng bánh Filler fat có trong nhân của bánh này.

Frying shortenings: Có tính bền mùi, bền khi chiên và bền oxy hóa.

III.4. Margarine.

Margarine là hệ nhũ tương của nước và chất béo trong đó hàm lượng chất béo thường lớn hơn 80% Margarine được sản xuất bằng cách phối trộn các loại chất béo theo một tỉ lệ nhất định cùng với các thành phần khác

Margarine có thể được bổ sung thêm vitamin A để sản xuất dạng margarine dùng trong nấuăn, nướng bánh mì và còn có thể thay thế dạng bơ trong ngành công nghiệp sữa nhưng nó khác bơ về thành phần, cấu trúc

Hiện nay có hơn 10 loại margarine, chúng khác nhau chủ yếu về thành phần, hàm lượng chất béo sử dụng cũng như cấu trúc của sản phẩm, chẳng hạn như là:

+ Margarine dạng tuýp mềm

+ Dạng lỏng

+ Dạng dùng để ăn kiêng

+ Dạng dùng để phết

+ Dạng không có axit béo dạng trans.

Để sản xuất được margarine có khả năng phết được cần có 3 điều kiện như sau:

+ Một là: Hai pha rắn và lỏng của dầu phải đồng nhất

+ Hai là: Những tinh thể rắn phải phân tán tốt bên trong toàn bộ khối sản phẩm bằng những lực kết dính bên trong mạng tinh thể khối sản phẩm Mạng tinh thể phải có khả năng chống lại hiện tuợng tách chất béo bên trong sản phẩm (entrapped liquid)

+ Ba là: Tại nhiệt độ xác định thì tỷ lệ lỏng/rắn phải thích hợp và phải tanngay ở nhiệt độ cơ thể, đối với sản phẩm có thành phần chất béo dạng rắn khoảng 10–20% chúng có khả năng phết rất tốt tại nhiệt độ của cơ thể

III.4.2.2. Sự nóng chảy.

Một sản phẩm margarine có chất lượng cao phải có khả năng tan chảy nhanh và tạo cảm giác mát lạnh trong vòm miệng Hương và thành phần muốicủa pha lỏng sẽ nhanh chóng được cảm nhận ở đầu lưỡi, sản phẩm không có cảm giác nhờn và sáp

Yếu tố ảnh hưởng chính tới tính chất này chính là nhiệt độ nóng chảy của chất béo, tác dụng của chất nhũ hóa và điều kiện bảo quản của sản phẩm Để

cho sản phẩm của chúng ta không có cảm giác nhớt và sáp thì sản phẩm margarine cần phải tan chảy ngay ở nhiệt độ cơ thể và chứa ít hơn 3,3% chất béo rắn tại nhiệt độ 33,3oC.

Cảm giác mát lạnh trong miệng được hình thành do sự thu nhiệt của quá trình các tinh thể tan chảy

III.4.2.3. Tính ổn định và cấu trúc.

Tính ổn định là khái niệm chỉ độ mềm, độ đồng nhất và trạng thái dẻo của margarine Có thể xếp loại từ rất mềm (trạng thái giống vaseline), mềm, mềm vừa, cứng cho đến rất cứng Kết cấu thể hiện cấu trúc của sản phẩm, nó có thểthay đổi từ trạng thái trơn nhẵn đến trạng thái giống bột, dạng nhám, cuối cùng là thô

Theo Greenwell thì trạng thái và kết cấu của margarine phụ thuộc vào kỹ thuật sản xuất và thành phần dầu mỡ để sản xuất chúng Trong trường hợp dầu mỡ kết tinh chậm thì làm cho margarine có độ cứng trong bảo quản, hiện tượng này gọi là quá trình post – hardening Nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy sai khác càng lớn thì thời gian kết tinh sản phẩm càng dài (tốc độ kết tinh chậm)

Việc đảo trộn trong quá trình làm lạnh nhanh sẽ tạo ra sản phẩm margarine

có độ ổn định và độ bền tốt hơn Tuy nhiên, nếu khuấy trộn quá mức trong quá trình làm lạnh nhanh dẫn đến hiện tượng tạo ra quá nhiều các tinh thể nhỏ, cấu trúc sẽ quá đặc dẫn đến làm giảm kích thước các mao dẫn trong pha rắn làm độ nhớt của sản phẩm tăng và cấu trúc sản phẩm giòn, dễ gãy Ngược lại nếu quá trình khuấy trộn không đủ thì một số liên kết bên trong sản phẩm vẫn chưa bị phá vỡ, nó có thể trải qua quá trình post - hardening và làm cho cấu trúc của sản phẩm trở nên giòn, cứng hơn Quá trình kết tinh sản phẩm trong thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt góp phần làm cho sản phẩm ổn định hơn

Theo mục đích sử dụng

Ngày nay sản phẩm margarine rất đa dạng Người ta có thể phân loại dựa vào độ cứng của margarine, nhiệt độ nóng chảy của chất béo, Những loại margarine cứng và cứng vừa thường được sử dụng trong quy trình nướng bánh, còn những loại margarine mềm hơn sử dụng để ăn.

Margarine sử dụng làm bánh (bakery): Loại margarine này sử dụng giống như shortening, được sử dụng trong quá trình nhồi bột, làm bánh ngọt, bánh bích quy… Các loại margarine khác nhau có độ dẻo khác nhau Vì vậy mà trong một giới hạn nhất định các sản phẩm này có thể thay thế cho nhau Nhìnchung, margarine sử dụng làm bánh thường có độ bền tốt hơn các loại

margarine khác nên không cần phải bảo quản ở nhiệt độ lạnh

Margarine sử dụng để ăn: Loại margarine này có hai loại là loại làm lạnh vàloại không cần làm lạnh Cả hai đều có thể tan chảy được ở nhiệt độ phòng, margarine làm lạnh có thể ở dạng mềm hay dạng khối Loại margarine mềm

có thể phết được ở nhiệt độ lạnh Ngược lại, margarine dạng khối thì đủ cứng

để có thề duy trì hình dạng của chúng Margarine mềm được đóng gói trong những ống plastic, như dạng trụ hay dạng khối và được bao bọc trong giấy mềm, còn dạng margarine bán rắn được đóng gói trong hộp Loại margarine đóng hộp thì không cần bảo quản ở nhiệt độ lạnh, chúng có thể phết được trênbánh mì, loại margarine này cũng có độ dẻo khác nhau cho nhiều mục đích khác nhau

III.4.3.2. Phân loại theo hình dạng

Stick margarine (dạng khối):Chứa 80% chất béo từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật, hàm lượng chất béo no trong loại này nhiều nhất so với các loại margarine khác, nếu làm từ mỡ động vật (heo, bò) thì nó còn chứa một lượng cholesterol Vì vậy loại này không thích hợp cho những người kiêng béo Tuy nhiên, margarine loại này có ưu điểm là nhiệt độ nóng chảy cao, khả năng tan chảy trong miệng tốt, tính chất chống oxy hóa cao nên thích hợp cho các sản

phẩm bánh nướng hoặc dùng để chiên thay thế dầu hoặc bơ.Các loại dầu sử dụng để làm margarine loại này thường là dầu đã qua quá trình hydro hóa.Soft margarine (margarine mềm):Được sản xuất năm 1960, chứa khoảng 80% chất béo, chứa hàm lượng axit béo không no mạch dài và hàm lượng dầulỏng nhiều hơn stick margarine, tỉ lệ rắn/lỏng thấp, dùng nhiều chất nhũ hóa hơn cho quá trình tạo nhũ và có kèm theo khuấy trộn Loại margarine này được lựa chọn nhiều do những đặc tính có lợi cho sức khỏe của nó.Thành phần gồm dầu dậu nành lỏng, dầu đậu nành hydro hóa một phần, dầu bông hydro hóa, cream, nước, bơ sữa, muối, lecithin đậu nành, axit lactic, natri benzoat, mono-diglyceride, vitamin A, chất màu β-carotene.

Whipped margarine:Chứa khoảng 80% chất béo, quá trình sản xuất và thiết

bị sử dụng giống như soft margarine, chỉ khác ở điểm tạo tinh thể của sản phẩm này có cho thêm 33% khí nitơ.Ưu điểm của loại này là khả năng phết lên bề mặt dễ dàng Vì vậy thường sử dụng cho các sản phẩm bánh nướng Liquid margarine (dạng lỏng):Chứa 80% chất béo, hàm lượng dầu lỏng thực vật cũng như hàm lượng chất béo không no chứa trong loại này nhiều nhất so với các loại margarine khác Sử dụng nhiều nhất trong các loại

margarine, sản phẩm này tốt cho tim mạch, giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim

Diet margarine:Chứa khoảng 40% chất béo, chứa nhiều nước và có năng lượng thấp Thích hợp cho người có chế độ ăn kiêng

Spreads: Chứa 50 – 75% chất béo, có khả năng phết lên bánh cao

Margarine – bơ:Phối trộn theo tỷ lệ khác nhau, sản phẩm sử dụng nhiều dầuthực vật hơn, chứa 5–10mg cholesterol trong một muỗng canh sản phẩm

III.5. Hỗn hợp nhiều loại chất béo

III.5.1. Chất béo loại SOS.

Chất béo tương đương với bơ cocoa(CBEs): là chất béo có chứa cùng triglycerides như bơ cocoa nên có cùng tính chất vật lý và chức năng như bơ cocoa

Những chất béo này có thể trộn với bơ cocoa với bất kỳ tỷ lệ nào Thành phần chính là phần cất giữa của dầu cọ thu được do cất phân đoạn hai lần từ dung môi để loại đi nhiều chất lỏng và cấu tử có nhiệt độ nóng chảy cao Nó có tinh thể β-3 ổn định và đòi hỏi cùng chế độ làm dịu như bơ cocoa

III.5.2. Chất béo tương hợp với bơ cocoa(CBCs).

Từ khi dùng nhiều CBEs và tăng sự hiểu biết về đặc điểm sản xuất socola

và chât béo bánh kẹo người ta đã bắt đầu nhìn chất béo loại SOS như là một thành phần chứ không phải chỉ là thay thế bơ cocoa Tính chất của socola được quyết định bởi đặc điểm của pha béo chiếm khoảng 30% socola Những thành phần khác như đường quyết định kích thước hạt, cocoa không béo và chất rắn sữa ảnh hưởng đến mùi vị socola Bơ cocoa và bơ sữa có tính chất phụ thuộc vào nguồn gốc Yêu cầu chất béo loại SOS có thể điều chỉnh đặc điểm socola: độ cứng, đặc điểm quá trình làm dịu, chống lại sự nở hoa chất béo, tốc độ kết tinh diễn ra nhanh hơn Do đó người ta đã làm ra chất béo tương hợp cocoa CBCs

III.5.3. Chất béo loại nhiều trans:

Những chất béo loại này được sản xuất bằng cách hydro hóa dầu như dầu đậu nành, dầu hạt bông, hay dầu cọ, dầu hướng dương, dầu hạt nho…trong sản xuất socola, chất béo loại này gọi là chất béo thay thế bơ cocoa(CBRs) Được làm bằng cách hydro hóa từng phần hay hỗn hợp dưới điều kiện thúc đẩy tạo ra nhiều

IV Một số quy trình sản xuất chất béo

Do có chứa hàm lượng triglycerides (TG) no cao và có dạng rắn ở nhiệt

độ thường nên mỡ được dùng để sản xuất shortening Mỡ có thể cung cấp tínhdẻo cần thiết cho việc đánh khuấy ở khoảng nhiệt độ rộng Tuy nhiên mỡ dễ

có mùi không mong muốn do hiện trở mùi sau khi đã khử mùi

Dầu thực vật (dầu nành, cọ, dừa, dầu bông).

4.1.1.2 Nguyên liệu phụ.

a Chất nhũ hóa

Chất nhũ hóa là một phụ gia quan trọng trong sản xuất shortening Chất

nhũ hóa là chất hoạt động bề mặt, trong chất nhũ hóa có nhóm háo nước vànhóm kị nước Chất nhũ hóa được bổ sung vào shortening với nhiều mục đíchkhác nhau Một số chức năng của chất nhũ hóa:

- Làm bền hệ nhũ tương: Tạo sự liên kết giữa nước và dầu, tạo hệ nhũtương bền giúp kéo dài thời gian bảo quản

- Chất chống thoái hóa tinh bột: Giúp kéo dài thời gian sử dụng sản phẩmnướng bằng cách tạo phức với phân tử tinh bột

- Tăng độ nở của bánh: Cấu trúc của bánh sẽ trương nở

- Tác nhân giữ khí: Tạo các lỗ khí bên trong bột nhào, lớp đường phủ trênbánh

- Tăng chất lượng bề mặt: Làm biến đổi độ giãn của protein làm cho bềmặt bánh mịn.

- Chất tạo độ trơn trượt: Giảm độ nhớt, độ dính làm cho bánh không dínhvào dao khi cắt và dính vào răng khi ăn

- Chất phá bọt: Làm giảm hoặc ngăn chặn sự tạo bọt trong thực phẩm;

- Màng bọc bảo quản: Giúp sản phẩm không bị tổn thất ẩm trong quátrình bảo quản và bảo vệ các thành phần dễ bị oxy hóa

- Điều khiển sự kết tinh chất béo

- Chất mang: Chất cố định mùi, hòa tan các chất màu và các thành phầnkhông tan trong nước

- Tăng độ mềm của bánh

Các chất nhũ hóa thường dùng: Monoglyceride(MG) & deglyceride(DG);

ester propylene glycol (EPG); ester sorbitan; ester polysorbate & acid béo; ester polyglycerol; ester lactated; lecithin.

b Chất chống oxy hóa

Các chất chống oxy hóa thường dùng: BHA (Butylated hydroxyanisole);

BHT (Butylated hydroxytoluen); TBHQ (Ter–butyl hydroquinone); AP (Ascorbyl palmitat); vitamin E (Tocopherol)

SĐ 4.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất shortening

4.1.3 Thuyết minh quy trình công nghệ.

4.1.3.1 Hydro hóa

Mục đích: Hoàn thiện

Tiến hành: Phản ứng cộng hidro làm bão hòa một phần hay tất cả các liên

kết chưa no trong thành phần dầu nguyên liệu Các liên kết chưa no trongthành phần chất béo là nguyên nhân gây ra phản ứng oxi hóa Giảm số lượng

Chất phụ gia Dầu tinh luyện

liên kết chưa no sẽ giúp dầu chậm bị oxi hóa, chậm trở mùi và kéo dài thờigian dụng dầu.

Hình 4.1 Tháp hydro hóa

Nguyên lý hoạt động

Thiết bị hydro hóa: Thiết bị có dạng hình trụ đứng với hệ thống đường ốngdẫn nước ở bên trong, cánh khuấy turbine và làm việc ở áp suất chân không 7– 10bar;

Hoạt động của thiết bị: Phần A của thiết bị hydro hóa, khí hydro được bơmvào ống (1), sục vào khối dầu từ phía dưới và có tác dụng phối trộn nâng caohiệu suất phản ứng Dầu nguyên liệu sẽ được gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng.Trong quá trình hydro hóa, nước lạnh được dùng để điều chỉnh nhiệt độ phảnứng Sau đó mẻ dầu được đưa vào phần B, xúc tác niken và khí N2 được đưaqua ống (9) để thúc đẩy quá trình phản ứng Khi kết thúc phản ứng, dầu đượclàm nguội xuống nhiệt độ 65ºC, đưa qua lọc để thu hồi chất xúc tác Dầu sẽđược kiểm tra, nếu chưa đạt sẽ hoàn lưu trả lại vào phần A của tháp, nếu đạt

sẽ được đưa đi lọc trong và đi vào tank chứa

4.1.3.2 Phối liệu

Nhiệt độ của bồn khuấy trộn cần giữ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóngchảy cao nhất khoảng 5ºC Ở nhiệt độ này sẽ giúp giảm độ nhớt của hỗn hợpchất béo để dễ dàng vận chuyển chất béo từ bồn khuấy trộn vào thiết bị làmlạnh và dễ dàng bơm khí N2 vào hỗn hợp chất béo.

Hình 4.2 Bồn phối liệu

Bồn phối trộn là một thiết bị hình trụ làm bằng thép không gỉ, bên trong

có cánh khuấy với motor cánh khuấy gắn trên đỉnh thiết bị Bên ngoài có lớp

vỏ áo bao bọc để điều chỉnh nhiệt độ bên trong bồn khuấy trộn Tác nhân gianhiệt ở đây ta sử dụng là nước nóng

Thông số công nghệ

Thời gian khuấy trộn: 20 phút

Nhiệt độ tùy thuộc vào hỗn hợp chất béo, thường là khoảng 60ºC

4.1.3.3 Bơm trộn