chức năng.
Ngày nay cùng với sự phát triển đột phá của khoa học kỹ thuật, con ng−ời có thể tác động làm thay đổi mọi quy luật tự nhiên, vô hiệu hoá những đặc tính có hại và tăng c−ờng hoá những đặc tính có lợi của sản phẩm để phục vụ tốt hơn cho nhu cầu ngày càng cao của loài ng−ời. Tuy thế bên cạnh những thành tựu to lớn mà chúng ta đã thu đ−ợc nh− sản l−ợng tăng lên gấp bội, một số chỉ tiêu chất l−ợng đ−ợc cải tiến... các sản phẩm nông sản thực phẩm đôi khi lại mất đi một số đặc tính tự nhiên nh− tính cân bằng, tính hỗ trợ về dinh d−ỡng và tính an toàn v.v... Để khắc phục thực trạng đó, việc bổ sung các chất vi l−ợng, các chất chức năng cũng nh− các thành phần thiếu hụt trong quá trình chế biến thực phẩm đang đ−ợc các nhà sản xuất quan tâm. Điều này còn đặc biệt có ý nghĩa đối với ngành sản xuất thức ăn cho trẻ em, loại thực phẩm phục vụ cho con ng−ời ở thời kỳ non trẻ, khi mà nhu cầu dinh d−ỡng cao, hệ tiêu hoá ch−a phát triển hoàn chỉnh, khả năng kháng bệnh yếu.
Do đ−ờng FOS có nhiều đặc tính sinh học đáng quý, có h−ơng vị và tính chất hoá lý t−ơng tự nh− đ−ờng kính nên việc thay thế đ−ờng kính bằng đ−ờmg FOS trong sản xuất các loại thực phẩm chứa đ−ờng nh− kẹo, bánh và bột dinh d−ỡng trẻ em là hoàn toàn khả thi. Sản phẩm sau cải tiến này sẽ có giá trị cao về mặt dinh d−ỡng cũng nh− chức năng phòng ngừa bệnh tật đồng thời h−ơng vị cũng đ−ợc cải thiện rất nhiều.
Trên thế giới việc sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất các mặt hàng thực phẩm chức năng nh− sữa, bánh kẹo, thức ăn cho ng−ời bệnh v.v... đã đ−ợc tiến hành từ những năm của thập kỷ 80 trong thế kỷ tr−ớc. Các sản phẩm đ−ợc bổ sung đầu tiên là bánh qui, sữa chua. Ngày nay ng−ời ta đã ứng dụng đ−ờng FOS vào hơn 500 sản phẩm thực phẩm các loại. Nhiều nhất là các loại sữa, bánh kẹo và đồ uống.
Trong nghiên cứu này sản phẩm đ−ờng FOS thu nhận đ−ợc từ kết quả phần trên đ−ợc sử dụng trong sản xuất ba sản phẩm thực phẩm đó là bột dinh d−ỡng trẻ em, bánh bích quy và kẹo cứng. Do giá thành của đ−ờng FOS cao độ khá cao và yêu cầu về độ tinh khiết của đ−ờng FOS khi sử dụng nh− một chất bổ sung không đòi hỏi nên chúng tôi chọn đ−ờng FOS thấp độ làm đối t−ợng nghiên cứu cho quá trình này. Nghiên cứu đầu tiên đ−ợc tiến hành bằng cáh xác định nhiệt độ sôi và nhiệt độ caramen hoá của dịch đ−ờng FOS thấp độ. Kết quả cho thấy nhiệt độ sôi của dịch đ−ờng FOS 50% (dịch đ−ờng FOS thu đ−ợc từ phản ứng FTS sau khi chỉnh về nồng độ chất khô 50 %) là 110 0C và nhiệt độ caramen hoá là 180 0C.
3.6.1 Nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em.
Nghiên cứu sản xuất dột dinh d−ỡng trẻ em đã đ−ợc thực hiện tại Viên Công nghiệp thực phẩm từ những năm 90 của thế kỷ tr−ớc. Kết quả nghiên cứu đã đ−ợc chuyển giao đến nhiều cơ sở sản xuất và ngay tại Viện Công nghiệp thực phẩm chúng tôi cũng có một dây chuyền sản xuất theo công nghệ nấu ép nổ đã nghiên cứu. Để đạt đ−ợc mục đích là đ−a sản phẩm đ−ờng FOS vào bột dinh d−ỡng trẻ em nhằm nâng cao giá trị dinh d−ỡng cũng nh− giá trị sinh học, chúng tôi đã tận dụng dây chuyền thiết bị có sẵn, cải tiến công nghệ cơ sở trong nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS vào sản xuất bột cinh d−ỡng trẻ em. Đối t−ợng nghiên cứu của chúng tôi là bột dinh d−ỡng loại ngọt.
+ Các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất là: - Máy xay bột, xay tách vỏ đậu đỗ.
- Máy ép nổ cao áp.
- Hệ thống làm nguội bỏng. - Máy xay bỏng.
- Máy trộn.
- Buồng vô trùng và hệ thống thiết bị đóng gói. + Quy trình công nghệ cơ sở nh− hình 3. 10
Trên cơ sở nghiên cứu quy trình có sẵn, để có thể thay thế một phần đ−ờng sacaroza bằng đ−ờng FOS ta phải chú ý các yếu tố sau
- Đ−ờng FOS 50 là dung dịch có chứa 50 % chất khô, trong khi đó đ−ờng hàm l−ợng chất khô của đ−ờng sacaroza là 95 – 98 %.
- Nhiệt độ caramen hoá của đ−ờng FOS là 180 0C nên có thể tham gia trong quá trình nấu trên máy ép nổ giống nh− đ−ờng sacaroza (nhiệt độ đầu ra của máy ép nổ là 170 0C)
- Đặc điểm của công nghệ ép nổ cao áp là nấu chín các nguyên liệu có hàm l−ợng ẩm rất thấp (15 – 20 %) và máy ép nổ của Viện Công nghiệp thực phẩm là máy ép nổ đơn trục, không có hệ thống tiếp liệu chuẩn nên rất khó thao tác và có yêu cầu đối với nguyên liệu đầu vào rất nghiêm ngặt, đặc biệt là tỷ lệ chất béo, độ ẩm và độ nhớt.
Thông qua việc nghiên cứu rất kỹ càng về những yếu tố cần chú ý để thay đổi trong quá trình sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em. Chúng tôi đã sử dụng l−u trình sản xuất giống nh− trên nh−ng thay đổi thành phần, số l−ợng các nguyên liệu và phụ gia cho từng công đoạn trong quá trình sản xuất, các b−ớc công nghệ đã đ−ợc lựa chọn nh− sau:
- Xử lý và phối trộn nguyên liệu: Các nguyên liệu ngũ cốc nh− gạo, đậu đỗ đ−ợc tách vỏ (riêng đậu xanh dùng cả vỏ) đ−ợc làm sạch khô bằng cách sàng xảy, loại bỏ cát bụi, sạn và các tạp chất khác. Sau đó đ−ợc trộn với một phần đ−ờng FOS, l−ợng d−ờng FOS sử dụng sao cho hỗn hợp nguyên liệu có độ ẩm thích hợp cho quá trình ép nổ. ủ khối nguyên liệu trên trong thời gian 2-3 giờ ở nhiệt độ phòng để dịch lỏng thấm sâu vào các hạt giúp cho khối nguyên liệu có độ ẩm đồng đều.
Đậu t−ơng Gạo tẻ, gạo nếp Đậu xanh
Tách vỏ Làm sạch Làm sạch Phụ gia 1 Phối trộn lần 3 Xay bỏng Phối trộn lần 2 Phối trộn lần 1 ép nổ, tạo bỏng Làm nguội bỏng Phụ gia 2 Phụ gia 3 Đóng gói, thành phẩm
Hình 3.10: Quy trình sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em
- Nấu chín nguyên liệu trên máy ép nổ: Khối nguyên liệu sau khi phối trộn đồng đều đ−ợc đem ép nổ thành bỏng chín trên máy ép nổ cao áp. Yêu cầu của sản phẩm sau ép nổ là phải chín thơm, không cháy khét, không có hiện t−ợng rắn cứng của bột sống.
- Phối trộn lần hai và xay bỏng: Do máy ép nổ đơn trục của Viện Công nghiệp thực phẩm đ−ợc gia công trong n−ớc, còn nhiều hạn chế, nên yêu cầu của máy đối với nguyên liệu đầu vào rất khắt khe, chỉ cần một thay đổi nhỏ về thành phần của nguyên liệu cũng dẫn đến thay đổi lớn về chất l−ợng sản phẩm đầu ra, vì
thế nguyên liệu và các chất bổ sung trong quá trình sản xuất bột dinh d−ỡng đ−ợc nghiên cứu chia ra nhiều lần, lần thứ nhất là phối trộn các chất cần nấu chín hoặc cần gia nhiệt để tạo h−ơng vị và các chất có khả năng điều hoà, cân đối tính chất nguyên liệu đầu vào cho thích hợp với yêu cầu của máy cũng nh− bảo đảm chất l−ợng đầu ra của bỏng. Trong công đoạn phối trộn lần thứ hai các chất bỏ sung bền nhiệt không biến tính, không bay hơi đ−ợc phối trộn với bỏng. Khối bỏng sau đó đ−ợc sấy khô đến độ ẩm thích hợp rồi đem xay thành bột trên máy xay nghiền búa.
- Phối trộn lần 3 và hoàn thiện sản phẩm: Bột thu đ−ợc sau xay nghiền đem phối trộn với các phụ gia còn lại để đảm bảo đủ thành phần nh− công thức đã chọn. Cuối cùng sản phẩm đ−ợc đóng gói vào túi hoặc hộp nhôm, dán nhãn mác, kiểm tra và nhập kho đi tiêu thụ.
Bảng 3.15: ảnh h−ởng của l−ợng đ−ờng FOS bổ sung vào nguyên liệu ban đầu tr−ớc khi ép nổ. FOS (g/kg) Độ ẩm (%) Khả năng nổ đ−ờng kính hạt bỏng (cm) Chất l−ợng bỏng theo cảm quan
30 15 Dễ 1,7 Hơi cháy, quá xốp.
40 16,5 Dễ 1,4 Bỏng trắng đẹp nh−ng quá xốp 50 17,8 Nổ đ−ợc 1,1 Bỏng trắng đẹp, xốp vừ phải 60 19,2 Nổ đ−ợc 0,9 Bỏng trắng đẹp, xốp, thơm ngon 70 21,7 Kém 0,5 Bỏng có mầu xẫm, hơi rắn 80 23,5 Rất khó 0,4 Bỏng màu xẫm, rắn và hơi sống 54
Nh− thế nhiệm vụ quan trọng và duy nhất nghiên cứu ảnh h−ởng của l−ợng đ−ờng FOS bổ sung vào nguyên liệu ban đầu tr−ớc khi ép nổ. Thử nghiệm đ−ợc thực hiện ở các tỷ lệ phối trộn dịch đ−ờng FOS khác nhau trong điều kiện cố định các thông số khác nh− sau: Gạo tẻ 80 %, gạo nếp 10 %, đậu xanh 4%, đậu t−ơng 5%, vừng 1%. Chỉ tiêu đánh giá bằng cảm quan và kích th−ớc hạt bỏng. Kết quả đ−ợc trình bày trên bảng 3.15
Đậu t−ơng Gạo tẻ, gạo nếp Đậu xanh
Tách vỏ Làm sạch Làm sạch Phụ gia 1 + FOS Phối trộn lần 3 Xay bỏng Phối trộn lần 2 Phối trộn lần 1 ép nổ, tạo bỏng Làm nguội bỏng Phụ gia 2 + FOS Phụ gia 3 Đóng gói, thành phẩm
Hình 3.11: Quy trình sản xuất bột dinh d−ởng trẻ em có bổ sung FOS
Từ số liệu trên bảng cho thấy hàm l−ợng FOS nhiều nhất có thể bổ sung trong giai đoạn đầu tr−ớc khi nổ bỏng là 60 g/kg. Nếu muốn sản phẩm có chứa 5 %
đ−ờng FOS, tức là có 50 g/kg ta phải bổ sung 200 g/kg dịch FOS 50 %. Nh− vậy ta phải bổ sung thêm 140 g/kg dịch FOS 50% nữa trong giai đoạn phối trộn lần hai của quy trình sản xuất cơ sở của Viện Công nghiệp thực phẩm. Điều này dẽ dàng thực hiện bằng cách trộn đ−ờng FOS với bỏng sau khi nổ rồi đem sấy lại 15 phút ở nhiệt độ 80 0C. Đồng thời để đảm bảo cho độ ngọt của sản phẩm không thay đổi ta phải giảm l−ợng đ−ờng kính trong thực đơn cũ đi 40g/kg tức là từ 100 g/kg xuống 60 g/kg. Các công đoạn tiếp theo đ−ợc thực hiện theo đúng quy trình công nghệ cơ sở. Nh− thế công nghệ sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em có bổ sung đ−ờng FOS đ−ợc chọn nh− hình 3.11.
Bột dinh d−ỡng có bổ sung đ−ờng chức năng FOS này sau đó đ−ợc đem đi phân tích thành phần dinh d−ỡng và đánh giá cảm quan. Kết quả đ−ợc trình bày trên bảng 3.16 và 3.17
Bảng 3.16: Thành phần của bột dinh d−ỡng trẻ em
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Bột dinh d−ỡng th−ờng Bột dinh d−ỡng FOS ẩm % 6 6 Đạm % 12,5 12,0 Béo % 4,5 4,0 Gluxit tổng % 75,5 76,5 Đ−ờng FOS % 0 5
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung đ−ờng FOS thay thế đ−ờng kính trong sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em là hoàn toàn dễ dàng và khả thi trong sản xuất lớn vì công nghệ sản xuất mặt hàng mới này không cần sự thay đổi lớn về thiết bị cũng nh− công nghệ mà sản phẩm thu đ−ợc lại có h−ơng vị thơm ngon hơn so với sản phẩm thông th−ờng lại mang đặc tính chức năng giúp cho trẻ dễ tiêu hoá, ăn ngon miệng và còn phòng chống một số bệnh khác nữa nh− đặc tính của đ−ờng FOS đã giới thiệu. Về mặt giá thành sản phẩm này sẽ đắt hơn so với mẫu đối chứng là 2334 đ/kg. Sự tăng giá này quá nhỏ so với giá thành bột dinh d−ỡng
bán trên thị tr−ờng loại trung bình là 35000 đ/kg cho thấy việc đ−a đ−ờng FOS vào sản xuất bột dinh d−ỡng để nâng cao chất l−ợng là hoàn toàn khả thi.
Bảng 3.17: Kết quả đánh giá cảm quan bột dinh d−ỡng trẻ em
Theo thang điểm 10 Các chỉ tiêu Bột th−ờng Bột có bổ sung FOS
Màu 9 9.5 Mùi 9 9 Vị 8 9 H−ơng 9 9 Trạng thái 9 8.5 Tổng thể 8.8 9
3.6.2 Nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất bánh bích quy .
Bánh bích quy là sản phẩm đ−ợc sản xuất từ hai nguyên liệu chính là bột mì và đ−ờng cùng với các chất bổ d−ỡng nh− bơ, trứng, sữa... thông qua quá trình n−ớng, d−ới tác dụng của nhiệt độ, sản phẩm thu đ−ợc là một loại thực phẩm thơm ngon dẽ tiêu hoá, giàu hydratcabon, protein và lipit. Với đặc tính là sản phẩm khô, hàm l−ợng n−ớc thấp nên bánh quy rất dễ bảo quản và thuận tiện cho việc chuyên chở cũng nh− tiêu dùng. Vì thế bánh quy từ bao đời nay luôn là sản phẩm đ−ợc ng−ời tiêu dùng −a thích. Các đối t−ợng sử dụng bánh quy rất đa dạng, từ trẻ em đến ng−ời già, từ ng−ời khoẻ đến ng−ời bệnh. Phạm vi sử dụng cũng rất rộng từ thành phố đến các miền xa xôi hẻo lánh.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xã hội, công nghệ sản xuất bánh bích quy không ngừng đ−ợc cải tiến đổi mới. Bên cạnh những cải tiến về công nghệ, thiết bị máy móc trong dây chuyền sản xuất, mẫu mã sản phẩm... công thức phối chế cũng đ−ợc thay đổi để phù hợp với thị hiếu ng−ời tiêu dùng. Ngoài các nguyên liệu chính ra, bánh bích quy ngày nay còn đ−ợc bổ sung rất nhiều phụ gia khác nh− các loại hạt, các chất gây kích thích nh− cà phê, cacao và các chất chức năng nh− chất chống ôxy hoá, đ−ờng chức năng, protein và peptit chức
năng... Nhờ thế sản phẩm bánh bích quy ngày càng tăng về số l−ợng cũng nh−
chủng loại. Để tăng c−ờng giá trị của bánh bích quy, để phục vụ yêu cầu của ng−ời tiêu dùng chúng tôi tiến hành nghiên cứu bổ sung đ−ờng chức năng FOS trong sản xuất bánh quy. Trứng Bột mì, tinh bột N−ớng Định hình Nhào trộn Tạo dịch nhũ Bơ Xirô Đ−ờng N−ớc Phụ gia Làm nguội Bao gói, thành phẩm
Hình 3.12: Quy trình sản xuất bánh bích quy thông th−ờng
Vì đ−ờng FOS có các tính chất và h−ơng vị gần giống nh− đ−ờng kính, nên h−ớng bổ sung đ−ờng FOS vào bánh bích quy nh− một chất thay thế đ−ờng kính. Cũng nh− trong sản xuất bột dinh d−ỡng, mục tiêu của sản phẩm là phải chứa từ 5% – 10 % đ−ờng FOS. Đối t−ợng sử dụng sẽ là FOS 50 để giảm giá thành. Thiết
bị sử dụng sẽ là các dây chuyền sản xuất bánh bích qui có sẵn của Công ty thực phẩm Hà Tây và cơ sở sản xuất bánh kẹo Phúc Long và công nghệ cũng dựa vào quy trình cơ sở nh− hình 3.13.
Theo quy trình cơ sở trên ta thấy việc bổ sung dịch đ−ờng FOS tốt nhất là vào công đoạn trộn nhũ. L−ợng đ−ờng FOS trộn vào sẽ dùng để thay thế đ−ờng kính, nên việc tính toán l−ợng thay thế phải dựa trên các căn cứ sau:
- Hàm l−ợng n−ớc của dịch nhũ phải t−ơng tự nh− quy trình cơ sở. - Độ ngọt của sản phẩm về sau phải t−ơng đ−ơng với đối chứng.
- Thuận tiện cho mọi b−ớc trong các công đoạn của công nghệ sản xuất bánh bích quy thông th−ờng.
- Hình thức cũng nh− chất l−ợng phải tốt hơn hoạc t−ơng đ−ơng với mẫu đối chứng.
- Giá thành phải không đ−ợc quá cao
Từ những cơ sở phân tích trên chúng tôi làm thí nghiệm với các mẫu bổ sung các l−ợng FOS khác nhau, giữ nguyên các yếu tố và thành phần nguyên liệu nh− mẫu đối chứng. Các chỉ tiêu đánh giá là khả năng thực hiện, giá trị cảm quan, giá thành. Kết quả đ−ợc trình bày trên bảng 3.18
Bảng 3.18: ảnh h−ởng của l−ợng đ−ờng FOS bổ sung đến quá trình sản xuất bánh bích quy L−ợng đ−ờng FOS bổ sung (g/kg) L−ợng đ−ờng kính bị thay thế (g/kg) Khả năng thực hiện trên dây chuyền TB
Chênh lệch giá thành (đ/ kg) 160 64 Tôt 1643 200 80 Tôt 2054 240 96 Tôt 2465 280 112 Tôt 2876 320 128 Hơi bị dính 3287
Từ kết quả trên ta thấy để đáp ứng đ−ợc điều kiện công nghệ trên dây chuyền sản xuất bánh bích quy thông th−ờng ta có thể bố sung một l−ợng đ−ờng