Chiết rót
Mục đích: Chiết rót – Ghép mí Chuẩn bị lon:
Lon rửa sạch bụi bẩn bằng nước tiến hành xử lý nhiệt ở 121 oC/2 phút bằng thiết bị tiệt trùng nằm ngang.
Dịch sữa sau đồng hoá được tiến hành bài khí ở 85 oC sau đó tiến hành rót chiết 160ml vào lon sau đó ghép mí bằng máy ghép mí lon.
Chỉ tiêu kiểm soát: Lượng sữa chiết rót vào chai: kiểm soát bằng ống đong
250ml.
Tiệt trùng
Mục đích: Sữa từ hạt sen là một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh
vật. Vì vậy có thể dễ dàng gây hư hỏng do vi khuẩn và nấm mốc phát triển nếu không xử lý nhiệt triệt để. Mục đích của tiệt trùng bằng nhiệt là giảm số lượng vi sinh vật sống sót xuống đến mức chấp nhận được [2], [4].
Thực hiện:
Sử dụng máy tiệt trùng nằm ngang thực hiện quá trình ở các điều kiện tối ưu nghiên cứu.
Hình 6.12: Tiệt trùng bằng nồi tiệt trùng nằm ngang
Chỉ tiêu kiếm soát: Thời gian và nhiệt độ tiệt trùng: kiểm soát bằng điều chỉnh
thiết bị tiệt trùng.
CHƯƠNG 7: LẬP KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU, THỬ NGHIỆM 7.1. Sơ đồ nghiên cứu thị trường [1], [17], [25]
Hình 7.1: Sơ đồ nghiên cứu sản xuất sữa hạt sen
Khảo sát đặc điểm và thành phần hóa học của hạt sen Nghiên cứu thị trường và xây dựng profile cho
sản phẩm
Xây dựng quy trình sản xuất Đánh giá chất lượng sản phẩm và mức độ chấp nhận của khách hàng
Khảo sát các sản phẩm sữa hạt sen trên thị trường
Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng Xây dựng profile sản phẩm
Đánh giá chất lượng nguyên liệu
Nghiên cứu công thức phối trộn nguyên liệu chính
Nghiên cứu chế độ và thời gian vi sóng khi xử lý nguyên liệu
Đánh giá chất lượng sản phẩm
Đánh giá mức độ chấp nhận của khách hàng Nghiên cứu chế độ đồng hóa cho sản phẩm
Nghiên cứu hiệu suất thu hồi chất khô bằng enzyme α-amylase
Nghiên cứu công thức phụ gia ổn định cấu trúc
Nghiên cứu điều kiện tiệt trùng cho sản phẩm Lựa chọn nguyên liệu
Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho
7.2. Khảo sát chất lượng nguyên liệu
7.2.1. Mục đích
Đánh giá loại nguyên liệu được lựa chọn có đạt tiêu chuẩn để đưa vào nghiên cứu sản xuất sữa hạt sen.
Đánh giá thành phần dinh dưỡng của hạt sen nguyên liệu (béo, đạm, đường) để từ đó dễ dàng cho việc tính toán tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm sữa cuối cùng có thành phần dinh dưỡng như mong muốn.
7.2.2. Yêu cầu nguyên liệu
Hạt sen vỡ tư, không nát, vụn.
Hạt có mùi đặc trưng của hạt sen, không có mùi ôi, mùi lạ. Không bị sâu mọt, không nấm mốc, côn trùng.
Độ ẩm của hạt không quá cao, nằm trong khoảng cho phép 5-6%. 7.2.3. Chuẩn bị mẫu
Hạt sen được sử dụng cho nghiên cứu là loại hạt sen tươi. Mẫu mang về được bảo quản ở nhiệt độ phòng, hút chân không, bảo quản nơi khô thoáng, tránh ánh nắng trực tiếp. Hạt sen được kiểm tra chất lượng bằng cách gửi mẫu kiểm nghiệm tại Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lượng chất lượng 3. Tiến hành đo độ ẩm bằng cân sấy ẩm hồng ngoại. 7.2.4. Phương pháp thực hiện
Đánh giá chất lượng nguyên liệu thông qua kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý: - Độ ẩm được xác định bằng cân sấy ẩm hồng ngoại tại 93 Tân Kỳ Tân Quý.
- Chỉ tiêu hàm lượng protein, béo, carbohydrate và hàm lượng Aflatoxin tại Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng 3.
7.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các quá trình sản xuất lên chất lượng sản phẩm
7.3.1. Tính toán công thức phối trộn nguyên liệu chính [28], [29]
7.3.1.1. Mục đích
Xác định tỷ lệ nước phối trộn với dịch trích ly để thu được dịch sữa sản phẩm có hàm lượng chất béo mong muốn, tỷ lệ nước đưa vào nghiền tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy phân, tỷ lệ nước phối trộn phù hợp để hòa tan các nguyên phụ liệu khác,
thuận lợi cho quá trình lọc và ảnh hưởng đến trạng thái cảm quan cuối cùng của dịch sữa sau này. Công thức tỷ lệ được xây dựng dựa vào hàm lượng chất béo cuối cùng mong muốn mẫu sữa đạt được, theo đó hàm lượng chất béo trong khoảng 0,5 1,2 g/100ml.
Xác định tỷ lệ phối trộn đường để tăng độ ngọt, tăng thành phần dinh dưỡng, cung cấp năng lượng và cải thiện tính chất cảm quan của sản phẩm. Nếu lượng đường quá cao thì sản phẩm sẽ có vị ngọt gắt đồng thời chi phí nguyên vật liệu cao dẫn đến giá thành của sản phẩm cao, hiệu quả kinh tế thấp. Ngược lại, hàm lượng đường bổ sung quá thấp, sản phẩm sẽ có vị nhạt, hương vị không hài hòa, không hấp dẫn người tiêu dùng. Vì vậy cần xác định tỷ lệ đường bổ sung thích hợp. Công thức tỷ lệ đường bổ sung được xây dựng dựa vào hàm lượng carbohydrat mong muốn cho sản phẩm sữa cuối cùng, sau khi đã tính toán được lượng nước bổ sung vào quá trình phối trộn, theo đó hàm lượng carbohydrat trong khoảng 7,5 8 g/100ml.
7.3.1.2. Phương pháp nghiên cứu [1], [25]
Hình 7.2: Sơ đồ nghiên cứu tính toán công thức phối trộn nguyên liệu chính
Kiểm tra thành phần dinh dưỡng của mẫu Khảo sát thị trường lựa chọn được mẫu sữa ưa thích
nhất
Khảo sát thành phần của sữa đậu nành trên thị trường
Chọn được thành phần dinh dưỡng mong muốn cho sản phẩm sữa hạt sen
Tính toán lượng nước bổ sung theo lipid
Tính toán lượng đường bổ sung theo carbohydrat
7.3.1.3. Phương pháp đánh giá và xử lý số liệu
Dựa vào các thông tin từ profile sản phẩm tiến hành tính toán lượng nước và đường cần bổ sung. Tính toán lượng nước và đường cần bổ sung cho sản phẩm sữa hạt sen tương ứng với profile theo công thức phối trộn.
7.3.1.4. Phương pháp khảo sát quá trình thủy phân
Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân [12], [25], [29]
Hình 7.3: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân
Mô tả thí nghiệm: Tiến hành thực hiện các bước xử lý nguyên liệu: ngâm nước
muối, để ráo, vi sóng. Sau đó đem nghiền thô, cân vào 5 cốc thủy tinh 500ml, mỗi cốc 50g hạt sen đã nghiền. Tiếp tục nghiền từng mẫu hạt sen với lượng nước quy định và đem nấu dịch sôi 100oC trong 10 phút.
Xử lý số liệu và chọn thời gian thủy phẩn phù hợp
30phút 90phút
20phút 60phút
Bất hoạt enzyme ở 1000C/30phút Phối trộn
Lọc
Xác định hàm lượng chất khô của dịch sữa sau lọc Cho enzyme α-amylase vào dịch ở 900C thủy phân
Hồ hoá dịch trích ly ở 1000C trong 10 phút Dịch trích ly sau nghiền
Khi nhiệt độ hạ xuống 90oC thì lấy pipet hút 0,2% enzyme so với dịch đã sôi và tiến hành thủy phân 85- 95oC lần lượt trong 10 phút, 20 phút, 30 phút, 60 phút và 90 phút.
Tiếp đó, đem bất hoạt hỗn hợp dịch thủy phân ở nhiệt độ 100oC trên bếp điện trong vòng 30 phút. Dịch thủy phân được đem đi phối trộn. Giữ cố định tỷ lệ hạt sen /nước, tỷ lệ đường, chất nhũ hóa Xanthan gum và Pectin. Sau khi phối trộn hỗn hợp được đem đi đồng nhất ở máy xay sinh tố 1 phút cấp 2, 1 phút cấp 3. Lọc lần lượt qua rây 0,125mm và 0,1mm. Cân khối lượng dịch sau lọc và tiến hành sấy xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo TCVN 8082:2013.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân [12], [25], [28]
Hình 7.4: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân Mô tả thí nghiệm: Tiến hành thực hiện các bước xử lý nguyên liệu: ngâm nước
muối, để ráo, vi sóng. Sau đó đem nghiền thô, cân vào 5 cốc thủy tinh 250ml, mỗi cốc Cho enzyme α-amylase vào dịch ở 900C thủy
phân trong thời gian tối ưu ở thí nghiệm 3
0,05%
% 0,2% 0,3%
Bất hoạt enzyme (100oC/30p) Hồ hoá dịch ở 1000C trong 10 phút
Dịch sau nghiền
0% 0,1%
Phối trộn
Lọc
Xác định hàm lượng chất khô của dịch sữa sau lọc
25g hạt sen đã nghiền. Tiếp tục nghiền từng mẫu sen với lượng nước quy định và đem nấu dịch sôi 100oC trong 10 phút.
Khi nhiệt độ hạ xuống 900C thì lấy pipet hút lần lượt 0%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3% enzyme so với dịch đã sôi và tiến hành thủy phân 85-950C trong thời gian tối ưu xác định được ở thí nghiệm 3.
Tiếp đó, đem bất hoạt hỗn hợp dịch thủy phân ở nhiệt độ 100oC trên bếp điện trong vòng 30 phút. Dịch thủy phân được đem đi phối trộn. Giữ cố định tỷ lệ hạt sen /nước, tỷ lệ đường, chất nhũ hóa GMS, Xanthan gum và Pectin. Sau khi phối trộn hỗn hợp được đem đi đồng nhất ở máy xay sinh tố 1 phút cấp 2, 1 phút cấp 3. Lọc lần lượt qua rây 0,125mm và 0,1mm. Cân khối lượng dịch sau lọc và tiến hành sấy xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo TCVN 8082:2013.
7.3.1.5. Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi chất khô [12]
Hiệu quả quá trình thủy phân được đánh giá dựa trên hiệu suất thu hồi chất khô (%w/w); trong đó hiệu suất thu hồi chất khô bằng: tỷ số giữa khối lượng chất khô hòa tan so với khối lượng huyền phù trước thủy phân (g/100 g dịch sữa).
Phương pháp xác định hàm lượng chất khô dựa theo TCVN 8082:2013 theo đó dịch sữa sau lọc được sấy đến khối lượng không đổi bằng thiết bị sấy Ecocell, USA.
Hiệu suất thu hồi chất khô được tính theo công thức:
1 2 4 3 .100% ck m m m m m (3.1) Trong đó:
mck: hàm lượng chất khô (g/100g dịch sữa) m1: khối lượng mẫu sữa, pipet, giá pipet (g)
m2: khối lượng mẫu sữa còn lại sau khi phân bố mẫu vào giấy lọc, pipet, giá pipet (g)
m3: khối lượng giấy lọc sau sấy (g)
7.3.1.6. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu [12]
Khi khảo sát hiệu quả của quá trình thủy phân bằng enzyme α-amylase thì hiệu suất thu hồi chất khô càng cao thì hiệu quả quá trình thủy phân càng tốt.
Trong nghiên cứu này, mỗi thí nghiệm được lặp lại ba lần, kết quả được biểu diễn bằng giá trị trung bình độ lệch chuẩn (min SD). Đánh giá sự khác biệt có ý nghĩa giữa các mẫu thí nghiệm được thực hiện bằng phương pháp phân tích phương sai ANOVA và phần mềm IBM SPSS Statistics 22.
7.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất ổn định [28], [25]
7.3.2.1. Mục đích
Nội dung nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định loại chất ổn định thực phẩm bổ sung phù hợp nhất để tạo đặc, làm bền hệ huyền phù của sữa hạt sen, góp phần giữ sản phẩm không bị tách lớp trong thời gian lâu nhất có thể của quá trình bảo quản.
Cụ thể là:
- Nghiên cứu lựa chọn được một loại chất ổn định cho sản phẩm giữa hai loại là Pectin và Xanthan gum. Loại phụ gia này phải đóng vai trò tạo độ đặc cho sản phẩm, kết hợp với chất nhũ hóa tạo nên cấu trúc sữa hạt sen.
- Xác định tỷ lệ phối trộn giữa các nồng độ từ 0% đến 0,3% (w/w) chất ổn định tối ưu nhất được lựa chọn. Chọn ra được tỷ lệ chất ổn định phù hợp nhất.
7.3.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn loại chất ổn định [22], [23], [25], [28]
Hình 7.5: Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của loại phụ gia chất ổn định cấu trúc
Quy trình sản xuất dịch sữa được thực hiện như sơ đồ hình 6.4 ở mục 6.2.2 đến công đoạn phối trộn với 2 mẫu 50g hạt sen đựng trong cốc thủy tinh 500ml. Giữ cố định tỷ lệ hạt sen / nước, tỷ lệ đường, chất nhũ hóa. Thay đổi các loại chất ổn định bổ sung. Một cốc sẽ được phối trộn 0,2% Pectin. Cốc còn lại là 0,2% Xanthan gum. Tổng khối lượng phụ gia cho vào mỗi cốc dịch sữa hạt sen là 0,39% (thông số này được lựa chọn dựa vào khảo sát đề tài khóa luận tốt nghiệp sữa hạt sen năm 2017). Sau khi phối trộn hỗn hợp được đem đi đồng nhất ở máy xay sinh tố 1 phút cấp 2, 1 phút cấp 3. Lọc qua rây 0,1mm và tiến hành đồng hóa ở 250bar. Tiến hành đun dịch sữa để bài khí cho dịch sữa ở 850C, rót nóng sữa vào lon đã được tiệt trùng trước. Ghép mí, đánh số và tiệt trùng với chế độ 1210C/2 phút. Mỗi mẫu sữa đã tiệt trùng, rót ra 2 cốc thủy tinh, bọc lại bằng màng bọc thực phẩm, để yên mẫu trong ngăn mát của tủ lạnh trong 24h.
Tiến hành xác định độ ổn định huyền phù của các mẫu.
Bổ sung tỷ lệ nước, đường, GMS vào dịch
Bổ sung chất ổn định (0,2%) Dịch sữa sau thủy phân
Xanthan gum (0,2%)
Thực hiện tiếp quy trình ở hình 6.4 đến hoàn thiện
Pectin (0,2%)
Thực hiện tiếp quy trình ở hình 6.4 đến hoàn thiện
Đánh giá độ ổn định huyền phù của sản phẩm
Thí nghiệm 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ phối trộn chất ổn định [28]
Hình 7.6: Sơ đồ khảo sát tỷ lệ phụ gia chất ổn định tối ưu
Quy trình sản xuất dịch sữa được thực hiện như sơ đồ đến công đoạn 6.4 ở mục 6.2.2 phối trộn với 4 mẫu 50g hạt sen đựng trong cốc thủy tinh 500ml. Giữ cố định tỷ lệ hạt sen /nước, tỷ lệ đường, tỷ lệ chất nhũ hóa. Thay đổi tỷ lệ chất ổn định bổ sung (yếu tố thay đổi là tỷ lệ của phụ gia Xanthan gum trong tổng phụ gia bổ sung ở mỗi công thức thí nghiệm). Sau khi phối trộn hỗn hợp được đem đi đồng nhất ở máy xay sinh tố 1 phút cấp 2, 1 phút cấp 3. Lọc qua rây 0,1mm và tiến hành đồng hóa ở 250bar. Tiến hành đun dịch sữa để bài khí cho dịch sữa ở 85oC, rót nóng sữa vào lon đã được tiệt trùng trước. Ghép mí, đánh số và tiệt trùng với chế độ 121oC/2 phút. Mỗi mẫu sữa đã tiệt trùng, rót ra 2 cốc thủy tinh, bọc lại bằng màng bọc thực phẩm, để yên mẫu trong ngăn mát của tủ lạnh trong 24h.
Tiến hành xác định độ ổn định huyền phù của các mẫu.
Bổ sung chất ổn định
0,2% 0,3%
Thực hiện theo quy trình tiếp theo ở sơ đồ hình 6.4 đến hoàn thiện
Bổ sung đường + chất nhũ hóa GMS
Dịch sữa sau thủy phân, bổ sung tỷ lệ nước thích hợp
0% 0,1%
Đánh giá mức độ ổn định huyền phù và độ nhớt của sản phẩm
7.3.2.3. Phương pháp đánh giá và xử lý số liệu [28]
Phương pháp đánh giá mức độ ổn định của dịch sữa được tiến hành dựa theo thí nghiệm của M.J. Hinds (1997) tiến hành đối với sữa đậu phộng.
Ta tiến hành lẫy mẫu: hút 10 ml phần dịch phía trên ở vạch 80ml và 10 ml phần dịch phía dưới ở vạch 20ml của cốc 100ml, đem sấy ở 105oC đến khối lượng không đổi để xác định hàm lượng chất khô, tỷ lệ giữa trên và dưới sau khi xử lý cho giá trị độ lệch chuẩn tương đối (RSD) càng gần bằng 0 thì hiệu quả ổn định huyền phù càng cao.
Hàm lượng chất khô của dịch sữa được xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo TCVN 8082:2013.
Độ nhớt của dịch sữa được tiến hành đo bằng nhớt kế mao quản, thực hiện cùng nhiệt độ phòng (đo bằng nhiệt kế ở nhiệt độ 30oC) ở các mẫu sữa.
Trong nghiên cứu này, mỗi thí nghiệm được lặp lại ba lần, kết quả được biểu diễn bằng giá trị trung bình độ lệch chuẩn (min SD). Đánh giá sự khác biệt có ý nghĩa giữa các mẫu thí nghiệm được thực hiện bằng phương pháp phân tích phương sai ANOVA và phần mềm IBM SPSS Statistics 22.
7.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ chất nhũ hóa và chế độ đồng hóa