So với hương dạng lỏng thỡ hương dạng bột cú kỹ thuật sản xuất phức tạp hơn. Kỹ thuật kết hợp cỏc chất thơm khụng ưa nước vào trong cỏc chất mang dạng bột là một trong những thành cụng lớn của cụng nghiệp hương liệu. Đõy là kỹ thuật đưa cỏc hợp chất thơm dạng lỏng vào trong cỏc chất mang dạng rắn để tạo thành phức dạng bột mịn dễ dàng sử dụng và mang lại nhiều lợi ớch [14,40].
Hiện nay cú 2 phương phỏp sản xuất hương dạng bột là: phương phỏp
hấp phụ và phương phỏp vi nang phõn tử.
Đõy là phương phỏp sản xuất hương dạng bột cổ điển. Nguyờn tắc của
phương phỏp này là cỏc chất thơm dạng lỏng được hấp phụ trờn bề mặt cỏc
chất mang dạng rắn, kết quả là tạo ra phức chất thơm-chất mang dạng bột khụ. Chớnh vỡ vậy mà chất lượng của hương liệu phụ thuộc nhiều vào khả
năng tiếp xỳc giữa cỏc chất thơm với bề mặt chất mang và lực hấp phụ của
chỳng.
Phương phỏp hấp phụ được tiến hành tương đối đơn giản. Khoảng 10% hương dạng lỏng được trộn đều với xấp xỉ 90% bột chất mang trong thựng trộn tang trống, nếu phối trộn càng đều thỡ chất lượng sản phẩm cuối càng tốt bởi hương được phõn tỏn đều trong chất mang, đảm bảo sự hấp phụ là lớn nhất. Hương dạng lỏng được phun vào chất mang và được đảo trộn liờn tục qua vũi phun dạng sương. Với cỏch phối trộn này thỡ hương phõn tỏn tới bề mặt chất mang được đều hơn và lực phun cũng giỳp cho hương được hấp phụ nhanh và mạnh hơn, do vậy hiệu quả hấp phụ hương cao hơn phối trộn trực tiếp. Tốc độ phun hương, tốc độ đảo trộn chất mang, khoảng cỏch giữa vũi
phun và chất mang đặc biệt là nhiệt độ trong buồng trộn cú ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ hương và chất lượng cảm quan của sản phẩm. Trong quỏ
trỡnh đảo trộn, cỏc phõn tử vật chất cọ sỏt nhau sinh ra nhiệt lượng, nếu nhiệt độ quỏ cao thỡ cỏc chất bay hơi bị tổn thất lớn, vỡ vậy nhiệt độ trong buồng trộn cần được điều chỉnh thớch hợp và quỏ trỡnh trộn được thực hiện trong buồng kớn.
Tuy nhiờn, do quỏ trỡnh phối trộn diễn ra giữa một lượng nhỏ chất lỏng với lượng lớn chất rắn dạng bột nờn dự tiến hành theo cỏch nào thỡ cũng khụng trỏnh khỏi sự đúng bỏnh hay vún cục. Vỡ vậy, trong phương phỏp hấp phụ này nhất thiết phải cho thờm một lượng nhỏ tỏc nhõn chống đúng bỏnh
như caxi photphat, axit silisic vào nhằm cải thiện tớnh chất của hương dạng bột.
Chất mang thường được sử dụng trong phương phỏp này là: lactose, maltodextrin, tinh bột, muối, đường, cyclodextrin…
Với phương phỏp này, chỉ hấp phụ được dưới 10% chất thơm [35]. Do
vậy mà hiệu suất hấp phụ hương thấp nờn với cựng một lượng hương như
nhau thỡ hương được sản xuất theo phương phỏp vi nang thơm hơn phương
phỏp hấp phụ. Đồng thời, liờn kết hấp phụ là liờn kết yếu nờn chất thơm cũng bị bay hơi hơn.
2.3.3.2. Phương phỏp vi nang phõn tử [21,31,35,46,48]
Vi nang phõn tử là phương phỏp bảo vệ cỏc chất thơm khỏi tỏc động của mụi trường ( nhiệt độ, oxy, ỏnh sỏng…) bằng cỏch khoỏ chỳng trong cỏc chất mang rắn, cú thể hoà tan nhanh chúng trong nước khi sử dụng (tạo vi
nang: capsule hay phức bao) [31]. Tức là cỏc vi nang được tạo ra nhằm bảo vệ cỏc chất thơm khỏi quỏ trỡnh bay hơi, quỏ trỡnh oxi hoỏ…trong quỏ trỡnh bảo quản, vận chuyển hay chế biến.
Nhưng nhỡn chung, quỏ trỡnh tạo capsule (tạo phức) chia thành 3 giai
đoạn:
+ Giai đoạn 1: Nhũ hoỏ hoặc phõn tỏn đều cỏc chất thơm dạng lỏng trong dung dịch chất mang
+ Giai đoạn 2 : Tạo vi nang (capsule hoặc tạo phức bao)
+ Giai đoạn 3 : Làm khụ nang (capsule hoặc phức bao)
Quy trỡnh sản xuất hương liệu dạng bột bằng phương phỏp vi nang
phõn tử được minh hoạ trong hỡnh 2.4.
Cú rất nhiều kỹ thuật làm khụ vi nang chất thơm như sấy phun, sấy lạnh, sấy đụng khụ, sấy tầng sụi, ộp đựn...[46]. Sau đõy là một số kỹ thuật làm
khụ vi nang thường được sử dụng như:
Trong số cỏc kỹ thuật trờn thỡ sấy phun là kỹ thuật phổ biến nhất để sản xuất hương dạng bột. Sấy phun là một trong những quỏ trỡnh sấy rất thường gặp trong cụng nghiệp thực phẩm. Đõy là phương phỏp biến đổi cỏc vật liệu dạng lỏng (dung dịch, dịch nhũ hoỏ, phõn tỏn…) thành dạng hạt khụ bằng cỏch phun chỳng thành cỏc hạt sương mự vào mụi trường khụng khớ cú nhiệt độ cao. Quỏ trỡnh sấy xảy ra rất nhanh đến mức khụng kịp đốt núng vật liệu đến giới hạn cho phộp. Sản phẩm thu được ở dạng bột mịn mà khụng cần nghiền. Nhờ sấy nhanh nờn nhiệt độ của vật liệu khụng vượt quỏ nhiệt độ cho phộp mặc dự tỏc nhõn sấy cú nhiệt độ rất cao. [27,33,35]. Điều này rất quan trọng với vật liệu khụng cho phộp sấy ở nhiệt độ cao và hương liệu là một điển hỡnh. Đồng hoỏ Để tạo phức Làm khụ Chất mang, ụ Làm nguội Bảo ụn Hũa tan Nước Gia nhiệt 45-500C Hương dạng lỏng
Hỡnh 2.4. Sơđồ quy trỡnh sản xuất hương liệu dạng bột bằng phương
phỏp vi nang phõn tử
Cụng thức sản xuất hương liệu sấy phun bao gồm [38]:
• Hương liệu dạng lỏng
• Chất mang (maltodextrin, glucose, cyclodextrin…) • Chất tạo màng (gụm Arabic, tinh bột biến tớnh)
• Nước
Trong quỏ trỡnh sản xuất, đầu tiờn cỏc chất thơm được nhũ hoỏ hoặc phõn tỏn trong trong cỏc chất mang dạng dung dịch (hay chất mang tạo phức bao với chất thơm). Phương phỏp phổ biến là hoà chất thơm dạng lỏng vào dung dịch chất mang (bao gồm: chất mang + chất tạo màng + nước), sau đú
hỗn hợp này được đồng hoỏ nhằm xộ nhỏ chất thơm thành cỏc giọt cú kớch
thước nhỏ bộ, đồng thời giỳp chỳng phõn tỏn đều trong dung dịch chất mang,
kết quả tạo ra hỗn hợp nhũ tương ổn định. Người ta thường đồng húa bằng cỏch khuấy trộn tốc độ cao. Đối với chất mang cú khả năng tạo phức, cần phải cú thời gian tạo phức bao ổn định trước khi sấy. Sau khi ổn định, nhũ tương
hay dung dịch phức bao được chuyển vào mỏy sấy phun, tại đõy dung dịch được phun vào buồng sấy dưới dạng sương mự, cỏc hạt sương (hạt bụi) này được hoà trộn với khụng khớ núng cú nhiệt độ 120-1500C. Hỗn hợp chất mang, chất tạo màng sẽ nhanh chúng tạo thành một lớp vỏ bao bọc lấy cỏc chất thơm trước khi nước bay hơi, lớp vỏ này cú tớnh xuyờn thấm chọn lọc, chỉ cho nước thấm qua, khụng cho O2 đi qua và giữ cỏc chất thơm ở lại. Trong suốt quỏ trỡnh sấy, ớt nhất 90% nước được bay hơi, nhưng hầu hết cỏc
chất thơm được giữ lại nếu duy trỡ chế độ sấy tối ưu. Sở dĩ như vậy là do dưới tỏc dụng của nhiệt độ cao, nước được bốc hơi nhanh chúng đến mức chưa cú sự phõn huỷ quỏ giới hạn của cỏc chất xảy ra. Tuy nhiờn, nếu nhiệt độ quỏ cao cũng sẽ gõy ra sự tổn thất cũng nhưbiến đổi hương lớn. Cỏc hạt bột khụ tạo ra sau khi sấy phun sẽ được làm mỏt xuống nhiệt độ thường rồi mới được đúng
gúi, bảo quản.
Trong kỹ thuật này, kớch thước hạt chất thơm sau khi đồng hoỏ, thời gian tạo phức, độ bền của nhũ tương, độ nhớt của nhũ tương, tốc độ phun,
kớch thước và hỡnh dạng hạt sương, nhiệt độ sấy cú ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bột hương liệu. Vỡ vậy, cần điều chỉnh cỏc thụng số này một cỏch thớch hợp và duy trỡ chỳng ổn định để tạo ra sản phẩm cú chất lượng cao.
* Sấy đụng khụ
Sấy đụng khụ là phương phỏp tỏch nước ra khỏi sản phẩm bằng cỏch biến nước trong vật liệu thành đỏ, sau đú biến nước đỏ thành hơi nước mà khụng qua trạng thỏi lỏng. Trong phương phỏp này, hỗn hợp nhũ tương sau khi đồng hoỏ được làm lạnh đụng nhanh chúng xuống nhiệt độ - 180C. Sau khi đó được làm đụng, sản phẩm được sấy trong thiết bị sấy đụng khụ (sấy
thăng hoa) cho đến khi tạo bột hoàn toàn. Thiết bị sấy đụng khụ thực hiện 2
chức năng là: làm lạnh ở nhiệt độ dưới 00C giữ nước đỏ khỏi núng chảy mà bốc hơi ở điều kiện chõn khụng (1.10-2-1.10-3 mgHg), sau khi đó tỏch phần lớn lượng ẩm ở thể hơi, sấy khụ sản phẩm ở 270C [9]. Hương liệu sấy đụng
khụ cú chất lượng rất tốt do sử dụng nhiệt độ thấp cỏc chất ớt bị biến đổi, giảm đỏng kể tổn thất hương. Tuy nhiờn, chi phớ sản xuất lớn do vậy người ta chỉ ỏp dụng phương phỏp này khi sản xuất hương dạng bột cao cấp.
Với phương phỏp vi nang phõn tử, lượng hương dạng lỏng được sử dụng lờn đến 5-30% [35,45], lớn hơn rất nhiều so với hương dạng lỏng. Do đú
hương rất đậm đặc, chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ hương dạng bột thỡ sản
phẩm đó rất thơm.
* Sấy lạnh
Phương phỏp này ngược với phương phỏp sấy phun. Nếu như sấy phun sử dụng nhiệt độ cao thỡ sấy lạnh sử dụng nhiệt độ thấp để sấy. Phương phỏp này thường ỏp dụng với cỏc nguyờn liệu nhạy cảm với nhiệt độ cao [36].