IV. SẢN XUẤT SẢN PHẨM GIẢ THỊT TỪ BỘT ĐẬU NÀNH [5]
2. Cơ sở của phát minh
Trong những năm gần đây nhiều quy trình sản xuất sản xuất sản phẩm thay thế thịt từ các nguồn nguyên liệu protein thực vật đặc biệt là đậu nành đã được đề xuất. Điển hình như là thịt giả được chuyển đổi bằng cách biến đổi khối bột nhào bột đậu nành trong nước thông qua thiết bị ép đùn dưới những điều kiện cho trước về độ ẩm, thời gian, và áp suất; hay kéo dài dạng protein isolate ngậm nước thành dạng sợi.
Gần đây, hơi nước đã được sử dụng để làm tác nhân tạo cấu trúc đã được đề xuất trong kỹ thuật sản xuất sản phẩm thay thế thịt. Các phương pháp sản xuất trước đó không đáp ứng được nhu cầu về cấu trúc, trạng thái, tính chất vật lý và cảm giác khi ăn như thịt tự nhiên. Sản phẩm tái cấu trúc được sản xuất bằng hơi
nước có thể tạo ra sản phẩm cấu trúc, tính chất vật lý, trạng thái tương tự như thịt bò hầm nhiều hơn ở cảm giác có cơ.
Các phương pháp trước đây không đủ khả năng để tạo ra sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và tính chất như thịt thật. Hơn nữa, các phương pháp này thường đòi hỏi kỹ thuật và thiết bị phức tạp làm cho giá thành sản phẩm trở nên kém hấp dẫn mặc dù nguyên liệu hoàn toàn tự nhiên và có lợi cho sức khỏe.
3. Tóm tắt phát minh
Phát minh hiện tại cung cấp một phương pháp chế biến bột đậu nành thành sản phẩm giả thịt có cấu trúc dạng lớp hay có vân, có tính chất như thịt tự nhiên. Để sản xuất thịt giả theo phương pháp này cần chuẩn bị hỗn hợp bột đậu nành và nước dưới dạng bột nhào. Sau đó, khối hỗn hợp bột nhào này được bơm vào máy nghiền keo vận tốc cao, trong đó, nhiệt độ hỗn hợp tăng lên đủ để tái cấu trúc lại protein đậu nành, thông thường khoảng nhiệt độ này cao hơn 1000C. Nhiệt độ này được cung cấp bởi cơ năng bằng cách duy trì khe hẹp giữa đĩa động và đĩa tĩnh trong máy nghiền keo khi hỗn hợp đi qua.
Hỗn hợp huyền phù nóng được bơm vào thiết bị chế biến dạng ống nhờ vào lực ly tâm. Tại đây các lớp protein sẽ xếp chồng lên nhau theo chiều rộng của thiết bị định hướng theo chiều vuông góc với chiều dòng chảy. Protein đã tái cấu trúc nhanh chóng đông tụ và hình thành các lớp dài. Lớp protein tái cấu trúc này tiếp tục được duy trì trong thiết bị đến khi đủ độ bền chặt và nhiệt độ, áp suất giảm đến mức có thể tách các lớp cấu trúc này ra khỏi ống vào trong điều kiện bình thường mà không bị vỡ. Quá trình thực hiện trong thiết bị dạng ống này là qua trình lạnh, dòng nước bên bề mặt ngoài sẽ được tuần hoàn, để cho các lớp tái cấu trúc được tháo ra có nhiệt độ thấp hơn 1000C và áp suất nhỏ hơn 2.5Bar
Lớp protein tái cấu trúc khi tháo khỏi thiết bị có dạng cuộn liên tục có nhiều lớp nhỏ lẻ kết nối với nhau. Các lớp kết dính này được định hướng trực tiếp ngang theo chiều rộng của lớp theo chiều vuông góc với dòng chảy. Các thiết bị cắt thích hợp sẽ được sử dụng để tạo hình sản phẩm với kích thước mong muốn. Nhờ đó, sản phẩm sẽ có cấu trúc giống như cơ vân hình thành nhờ các lớp riêng biệt kết dính với nhau và có cấu trúc, trạng thái, tính chất như thịt thật.
4. Mô tả chi tiết
Các sản phẩm thịt giả dạng lát trong phát minh này được sản xuất từ các nguồn protein thực vật mà chủ yếu là protein đậu nành. Những nguồn protein khác cũng có thể được sử dụng, riêng lẻ hay kết hợp với bột đậu nành như là lúa mì, gluten lúa mì, bắp, gluten bắp, đậu phộng, mè… Để chuẩn bị hỗn hợp bột protein, trước tiên hạt sẽ được nghiền để tạo thành dạng bột có tổng hàm lượng chất khô là 90 – 95%. Lượng bột này sẽ được trộn với lượng nước thích hợp để hỗn hợp bột nhào có hàm lượng rắn 35 – 50%, khuyến khích là 40 – 45%. Cả nước lạnh lẫn nước nóng đều được sử dụng. Khi bột đậu nành được sử dụng làm nguyên liệu thì các loại acid thực phẩm được bổ sung để đưa pH khối bột nhào về khoảng 4.6 – 5.4, thông thường là 5.0 – 5.4 nhằm hạn chế các mùi vị không mong muốn trong sản phẩm tạo thành.
Hỗn hợp bột nhào đã được acid hóa được bơm vào bồn chứa thích hợp. Trong nghiên cứu này sử dụng thiết bị ly tâm tách khí nhằm làm pha vỡ các hạt huyền phù kích thước lớn và giảm thiểu khả năng kết dính.
Từ bồn chứa hoặc sau khi bài khí (nếu có), dung dịch giàu protein sẽ được bơm vào máy nghiền keo cao tốc có khoảng cách khe hẹp giữa hai đĩa trong khoảng 0.2 – 1mm, thông thường là 0.4 – 0.5mm. Khi dòng huyền phù được bơm qua khe trong thiết bị đồng hóa vận tốc cao, dòng huyền phù đặc được gia nhiệt nhờ ma sát và nhiệt độ lên khoảng 104 – 1150C. Các yếu có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ huyền phù đặc là tỉ lệ nhập liệu, vận tốc quay và khoảng cách khe hẹp. Nếu đã thiết kế trước thì dòng hơi nóng cũng có thể thêm vào trực tiếp thiết bị nghiền keo để gia nhiệt lên nhiệt độ mong muốn.
Dòng huyền phù đặc nóng được được bơm vào rãnh tròn của thiết bị chế biến liên tục dạng ống nhờ áp suất ly tâm (3 – 9bar). Protein sẽ nhanh chóng đông tụ thành lớp dài gồm nhiều lát dính lên nhau. Thời gian ổn định của việc hình thành cấu trúc protein là khoảng 2 – 10 phút hay hơn, thường là 3 – 6 phút, sẽ đảm bảo thời gian để cho các lớp đủ bền để khi tách khỏi thiết bị thì các lớp này vẫn giữ vững cấu trúc.
Thiết bị đông tụ protein là một ống dài, rỗng có vở áo chứa nước lạnh (5 – 120C) để đưa nhiệt độ và áp suất xuống dưới 1000C và 2.5 Bar để khi lớp protein tái cấu trúc được tách ra khỏi thiết bị vào môi trường bên ngoài thì vẫn giữ được kết cấu.
Lớp protein tái cấu trúc khi ra khỏi thiết bị hình ống sẽ được cắt thành các khối hay mẩu có kích thước phù hợp. Các mẩu này mặc dù được cắt nhỏ nhưng vẫn có bản chất là do nhiều lớp ghép lên nhau nên khá giống với thịt ở kết cấu, cấu trúc và trạng thái. Các lớp riêng lẻ dính lên nhau như là thịt được cắt theo thớ dọc. Sản phẩm protein tái cấu trúc có hàm lượng protein khoảng 40 – 50% gồm toàn bộ hay không có chứa protein đậu nành. Các mẩu này sẽ giữ được cấu trúc dạng lát khi chế biến đồ hộp cũng như để thay thế cho thịt trong thực phẩm. Các lát protein tái cấu trúc này có thể được dùng để làm sản phẩm thay thế thịt ngay hoặc sấy khô hay lạnh đông để chế biến các sản phẩm khác.