3.2.1.Quy trình đi từ nguyên liệu: sữa tươi
3.2.1.1. Chuẩn hóa
Mục đích: hoàn thiện, điều chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa
Biến đổi: Nếu sữa có hàm lượng chất béo vượt mức mong muốn, tiến hành ly tâm
tách bớt chất béo ra khỏi sữa, nếu sữa có hàm lượng chất béo thấp hơn mức yêu cầu, tiến hành bổ sung dầu thực vật đến hàm lượng chất béo đạt yêu cầu.
Thông số công nghệ: hàm lượng chất béo trong sữa (tùy mong muốn của nhà sản
xuất)
Thiết bị: Thiết bị ly tâm dạng đĩa.
Hình 3.2: Thiết bị ly tâm dạng dĩa
Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay được nối với motor truyền động bên ngoài thông qua trục dẫn. Các đĩa quay được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm tạo thành đường dẫn theo phương thẳng đứng. Sữa được nạp vào máy theo ống trung tâm và chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa tách ra thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động về hướng trục quay, phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành trục quay. Sau đó phần cream sẽ được bổ sung lại vào sữa theo tỉ lệ nhất định để tạo ra sữa có hàm lượng chất béo mong muốn. Trước khi đưa vào tách béo, sữa được gia nhiệt lên 55 – 65ºC.
23
3.2.1.2. Điều chỉnh hàm lượng chất khô
Mục đích: hoàn thiện, điều chỉnh hàm lượng protein trong sữa để tối ưu cho quá
trình ủ tạo gel.
Biến đổi:
Bổ sung sữa bột gầy vào sữa theo tỉ lệ thích hợp để thu được hàm lượng chất khô mong muốn.
Thông số công nghệ: hàm lượng chất khô trong sữa cuối quá trình khoảng 15%. Thiết bị: bồn khuấy trộn
3.2.1.3. Phối trộn
Mục đích
Hoàn thiện: bổ sung chất béo, đường và phụ gia vào sữa để hỗ trợ cho quá trình tạo gel trong công đoạn ủ.
Biến đổi:
Bổ sung dầu thực vật với tỉ lệ thích hợp vào sữa. Sau đó bổ sung đường và các phụ gia với tỉ lệ thích hợp để chúng bổ trợ nhau trong quá trình tạo gel. Các thành phần bổ sung tan vào sữa và được phân bố đều trong sữa.
Thông số công nghệ
Tỉ lệ bổ sung phụ gia
Bảng 3.1: Tỉ lệ phụ gia
Tên chất Phần trăm khối lượng sữa
Béo thực vật 10% Đường sucrose 8% Carrageenan 0,05% Guar gum 0,5% Xanthan gum 0,5% Hương vanilla 0,05% Ascorbic acid 0,0002% Potassium iodate 0,0002%
24
Hình 3.3: Bồn phối trộn có cánh khuấy
3.2.1.4. Bài khí
Mục đích:
Hoàn thiện: cải thiện tính chất cảm quan khi giảm bọt khí, bay hơi cấu tử hương không mong muốn.
Chuẩn bị: tăng khả năng truyền nhiệt của hỗn hợp, tăng độ chính xác của các dụng cụ đo.
Biến đổi:
Các khí ở dạng phân tán, hòa tan và một phần hơi nước cùng các chất dễ bay hơi khác thoát ra khỏi thiết bị. Nước và một số cấu tử sẽ được ngưng tụ chuyển sang dạng lỏng rồi chảu xuống đáy thiết bị bài khí. Khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút thải ra ngoài.
Thông số công nghệ: Nhiệt độ hỗn hợp 70oC
Áp suất chân không
25
Hình 3.4: Thiết bị bài khí chân không
3.2.1.5. Đồng hóa
Mục đích: hoàn thiện, ổn định hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha do trọng lực. Biến đổi:
Chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha trong hệ nhũ tương, tạo thành màng bọc bên ngoài các hạt cầu béo của sữa. Các chất nhũ hóa được bổ sung gồm carrageenan, guar gum, xanthan gum. Các hạt cầu béo và các chất hòa tan được thêm vào sữa qua khe hẹp của máy đồng hóa và bị giảm kích thước, giúp chúng phân bố đều trong pha liên tục hơn. Sau khi đi qua khe hẹp, các hạt phân tán sẽ tiếp tục va đập vào bề mặt cứng của máy, góp phần làm vỡ và giảm kích thước hạt. Các micelle protein trong sữa cũng sẽ bị giảm kích thước trong quá trình này, góp phần cải thiện cấu trúc gel của sản phẩm.
Thông số công nghệ: áp suất đồng hóa 100 – 250 bar. Thiết bị: Thiết bị đồng hóa áp lực cao
26
Hình 3.5: Thiết bị đồng hóa áp suất cao
Khe hẹp có diện tích giảm dần, tốc độ chuyển động của hệ nhũ tương sẽ tăng cao khi đi qua khe hẹp. Thiết bị hoạt động dựa trên các nguyên lí: nguyên lí chảy rối, nguyên lí xâm thực khí, nguyên lí lực cơ học.
3.2.1.6. Tiệt trùng
Mục đích: bảo quản, tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và vô hoạt bất thuận nghịch các
enzyme, ổn định thành phần hóa học của pudding, kéo dài thời gian bảo quản.
Biến đổi:
Toàn bộ vi sinh vật bao gồm vi sinh vật gây bệnh và không gây bệnh bị tiêu diệt, độc tố vi sinh vật bị ức chế. Hầu hết các enzyme đều bị vô hoạt. Một số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin B1, B2 và C. Phản ứng Maillard xảy ra giữa đường khử và những
hợp chất chứa nhóm (-NH2) hình thành nên các hợp chất khử và chất màu. Whey protein
bị biến tính một phần.
Thông số công nghệ: Chế độ tiệt trùng UHT 125oC trong 30 giây.
27
Hình 3.6: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống
3.2.1.7. Làm nguội
Mục đích
Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp để quá trình ủ diễn ra, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành cấu trúc gel ổn định và bền.
Biến đổi
Nhiệt độ của khối bán thành phẩm được giảm xuống đồng đều.
Thông số công nghệ : Nhiệt độ: 18-20℃ Thiết bị: Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng
Hình 3.7: Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng
3.2.1.8. Đóng gói
Mục đích
28 các đơn vị sản phẩm phù hợp với quy cách sản phẩm với độ đồng đều nhất định.
Thiết bị
Hình 3.8: Thiết bị đóng gói
Do bán thành phẩm vẫn đang ở dạng lỏng nên thiết bị chiết rót thông thường tích hợp trong môi trường vô trùng cần được sử dụng. Một yếu tố cần chú ý là do nhiệt độ của bán thành phẩm thấp, nồng độ chất khô cao có thể tăng độ nhớt gây khó khăn cho việc chiết rót.
3.2.1.9. Ủ
Mục đích
Nhằm tạo cấu trúc gel cho sản phẩm, hoàn thiện pudding sữa để tạo giá trị cảm quan cho người tiêu dùng
Biến đổi
Hình thành cấu trúc gel bằng các tạo thành các liên kết mạng lưới và nhốt các thành phần khác trong mạng gel. Đối với carrageenan, thuộc tính của gel và độ nhớt của bán thành phẩm phụ thuộc vào loại carrageenan sử dụng; khi sử dụng cho các sản phẩm từ sữa, ở đây là pudding sữa, ta sẽ kết hợp hai loại kappa carrageenan – tạo mạng lưới gel chắc, mịn, giòn với muối kali ở các mối nối và iota carrageenan – tạo mạng lưới gel mềm, có độ đàn hồi nhất định để tổng hoà được hệ gel creamy. Đối với galactomannan, hệ gel của mannan có độ phân bố mannose không đồng đều, lúc đó vùng không chứa mannose sẽ tương tác với cấu trúc xoắn chuỗi của mạng lưới kappa carrageenan, sự kết hợp mang lại kết quả là hệ gel sẽ vừa chắc và vừa có độ đàn hồi cao. Tuy nhiên, để tiết
29 kiệm chi phí người ta thường chỉ sử dụng và kết hợp kappa carrageenan và iota carrageenan. Ngoài ra, còn có tương tác giữa kappa carrageenan và protein trong sữa, nó có khả năng hình mạng lưới gel yếu trong pha lỏng và đồng thời tương tác với các amino acid tích điện dương ở bề mặt các micelle nơi có các kappa casein. Đối với xanthan gum, tương tác với xanthan gum với hai loại hydrocolloid còn lại sẽ giúp cho hệ gel ít có hiện tượng co rút, ngoài ra tương tác với galactomannan còn tăng độ nhớt và gel hoá. Hệ gel galactomannan như mô tả ở trên có sườn là các mannose và được thay thế một phần bởi các galactose mạch nhánh, điều này ảnh hưởng đến mức độ tương tác với xanthan gum.
L,
Hình 3.9: Liên kết giữa kappa carrageenan và kappa casein trong sữa Thông số công nghệ
Nhiệt độ tạo đông: 18-20℃, thời gian ủ: 2h
Thiết bị
Hình 3.10: Phòng ủ
Sản phẩm sau khi được rót vào bao bì và làm nguội sẽ được chuyển vào phòng ủ, đó là phòng có nhiệt độ thấp, và sản phẩm được giữ yên không dịch chuyển trong thời
30 gian cần thiết.
3.2.2.Quy trình đi từ nguyên liệu: sữa bột gầy 3.2.2.1. Hoàn nguyên 3.2.2.1. Hoàn nguyên
Mục đích
Chuẩn bị: chuyển trạng thái sữa từ dạng bột sang dạng lỏng để thực hiện qui trình chế biến pudding.
Biến đổi
Sữa thay đổi trạng thái từ rắn sang lỏng, các hạt sữa hòa tan vào nước. Nước công
nghệ được gia nhiệt lên 50oC rồi bơm vào bồn.
Thông số công nghệ: nhiệt độ hỗn hợp khoảng 45oC
Thiết bị: bồn phối trộn có phễu xoay
Bồn hình trụ đứng, có bộ phận phễu xoay tròn nằm ở đáy bồn. Nước ấm được bơm vào bồn trước, sau đó sữa bột được cho vào bồn. Hỗn hợp đi qua bộ phận phễu xoay vào bơm li tâm và được tuần hoàn lại vào bồn, giúp sữa bột dễ dàng phân tán vào nước, tạo ra sữa hoàn nguyên.
3.2.2.2. Các giai đoạn còn lại
Các giai đoạn sản xuất pudding sữa từ sữa bột gầy sau quá trình hoàn nguyên tương tự như sữa tươi
31
CHƯƠNG 4:KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
Ngày nay, để phục vụ cho phần lớn các đối tượng khách hàng cũng như đa dạng hóa sản phẩm pudding sữa, các nhà sản xuất vẫn không ngừng cải tiến, hoàn thiện quy trình sản xuất để có thể tạo ra sản phẩm với chất lượng tốt đi kèm với giá thành hợp lý đối với các đối tượng khách hàng mục tiêu. Bên cạnh đó, việc áp dụng các thành tựu khoa học, các nghiên cứu về việc bổ sung các nguyên liệu, thành phần nhằm tăng các giá trị về dinh dưỡng, cảm quan và thời hạn bảo quản cũng được chú trọng. Trong phần này, nhóm xin đề cập đến những bước tiến mới trong quá trình sản xuất pudding sữa đóng hộp ở quy mô công nghiệp để thông qua đó có thể cải tiến quy trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm hơn.
4.1. Ứng dụng chất bảo quản tự nhiên Nisin trong sản xuất pudding sữa
Nisin là một peptit kháng khuẩn đa vòng, được cấu tạo từ 34 gốc axit amin. Các loại axit amin phổ biến có trong phân tử nisin là lanthionine (Lan), methyllanthionine (MeLan), didehydroalanine (DHA) và axit didehydroaminobutyric (Dhb). Với khả năng kháng khuẩn tốt, khi bổ sung vào thực phẩm Nisin không làm làm ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng cũng như màu, mùi vị, hay trạng thái của thực phẩm đồng thời lại an toàn với sức khỏe con người nên Nisin được sử dụng rộng rãi như một phụ gia bảo quản. Đối với sản phẩm pudding sữa, Nisin có thể được xem như là một chất bảo quản giúp ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm mà không làm ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan của pudding và giảm bớt các quá trình xử lý nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật trong quá trình sản xuất. Một nghiên cứu được thực hiện tại Nhật vào
năm 2014 cho thấy việc bổ sung Nisin A với hàm lượng 80 IU g-1 đối với mẫu sản phẩm
pudding sữa chứa 5% béo và 120 IU g-1 đối với mẫu sản phẩm chứa 7,5% béo cho kết
quả khả quan về khả năng kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm và giữ được các tính chất cảm quan của sản phẩm khi so sánh với mẫu pudding không bổ sung Nisin mà được đem đi xử lý nhiệt.
4.2. Bổ sung chất xơ vào sản phẩm pudding sữa
Pudding sữa là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, giàu protein tuy nhiên lại thiếu hụt chất xơ. Chính vì thế, việc tìm các phương pháp nhằm bổ sung, tăng hàm lượng chất xơ có trong sản phẩm pudding luôn được tìm kiếm nhằm mục đích nâng cao giá trị dinh dưỡng và đa dạng hóa các dòng sản phẩm pudding. Trên thực tế, đã có những nghiên
32 cứu được thực hiện nhằm bổ sung chất xơ vào sản phẩm pudding từ tinh bột ngô, măng tre và cho thấy với các tỷ lệ bổ sung lần lượt là 1,4% và 2%, sản phẩm pudding không bị biến đổi quá nhiều về cấu trúc, đặc tính hóa lý và về mặt cảm quan có thể chấp nhận được. Việc bổ sung chất xơ là một hướng đi mới không chỉ riêng đối với sản phẩm pudding và còn với các sản phẩm từ sữa. Tuy nhiên, với những tính chất đặc trưng của pudding và tiêu chí chấp nhận của người tiêu dùng, cần thực hiện nhiều các nghiên cứu hơn nữa để tối ưu nguồn nguyên liệu xơ và hàm lượng bổ sung để không làm ảnh hưởng đến các đặc tính của sản phẩm.
4.3. Đa dạng hóa sản phẩm pudding
Để có thể cạnh tranh với các sản phẩm pudding đóng hộp trên thị trường cũng như thu hút nhiều đối tượng khách hàng hơn, sản phẩm pudding sữa cần phải có sự đa dạng về sản phẩm và mẫu mã nhằm hướng đến từng đối tượng cụ thể. Đối với quy trình sản xuất của nhóm đã lựa chọn, có thể thay đổi một số nguyên liệu và hàm lượng nguyên liệu ban đầu nhằm tạo ra các dòng sản phẩm pudding sau:
✓ Pudding hương chocolate, vanilla, trái cây: Pudding sữa ban đầu có thể được bổ
sung thêm nguyên liệu như ca cao, vanilla hay hương trái cây nhằm tạo ra các sản phẩm có hương vị đa dạng hơn, nhắm tới nhiều đối tượng khách hàng hơn.
✓ Pudding chứa hàm lượng béo thấp hoặc không béo: Dòng sản phẩm hướng đến các
đối tượng khách hàng có nhu cầu sử dụng các sản phẩm chứa ít hoặc không chứa chất béo. Đối với sản phẩm pudding có hàm lượng béo thấp, nguyên liệu chính là sữa tươi có hàm lượng béo là 2%, không sử dụng thêm sữa bột gầy, còn đối với sản phẩm pudding không béo, nguyên liệu chính chỉ là sữa bột gầy mà không có sữa tươi.
✓ High-protein pudding: Dòng sản phẩm pudding được sản xuất với việc bổ sung thêm
nguyên liệu whey protein isolate và soy protein isolate nhằm tăng hàm lượng protein có trong sản phẩm.
✓ Pudding không đường: Thay thế nguyên liệu sucrose trong quy trình bằng các chất
tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng như Aspartame.
✓ Pudding được bổ sung thêm thạch, trái cây: Có thể bổ sung thêm các loại thạch, trái
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] G. P. a. P. A. Williams, in Handbook of hydrocolloids, 2000.
[2] S. a. B. K. D.Mudgil, "Guar gum: processing, properties and food applications - a review," in Journal of food science technology, 2014, pp. 409- 418.
[3] M. V. G. P. a. R. d. C. Balaban, "Application of guar gum in brine clarification and oily water treatment," in International journal of biological
macromolecules, vol. 108, 2018, pp. 119-126.
[4] L. V. V. Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
[5] A. Nussinovitch, Hydrocolloid Applications Gum technology in the food and other industries, Springer, 1997.