Đề tài Ứng dụng phụ gia tạo cấu trúc trong công nghệ chế biến thịt và thủy sản

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Định nghĩa: Phụ gia: Theo TCVN: Phụ gia thực phẩm là những chất không được coi là thực phẩm hay một thành phần chủ yếu của thực phẩm, có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, đảm bảo an toàn cho sức khỏe, được chủ động cho vào thực phẩm với lượng nhỏ nhằm duy trì chất lượng, hình dạng, mùi vị, độ kiềm hoặc độ acid của thực phẩm, đáp ứng về yêu cầu công nghệ trong chế biến, đóng gói, vận chuyển và bảo quản thực phẩm. Phụ gia tạo cấu trúc: là nhóm phụ gia thêm vào nhằm thay đổi cấu trúc nguyên liệu ban đầu, tạo ra cấu trúc mới hoặc làm ổn định cấu trúc của sản phẩm Phân loại: HYROCOLLOID: Xanthan gum, guargum, carrageenan, locust bean gum, agar-agar, pectin, alginate… Hyrocolloid à những polymer tan trong nước (polysaccharide và protein) hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương. Chúng có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thời gian tạo gel hay điện tích. Nhưng phương pháp phân loại thích hợp nhất cho những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt và thời gian tạo gel. Nguồn hydrocolloid quan trọng trong công nghiệp: - Thực vật: Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin. Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum Củ: konjac mannan Tảo (Algal) Tảo đỏ: agar, carrageenan Tảo nâu: alginate Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose POLYSACCHARIDE: tinh bột, tinh bột biến tính, maltose dextrin, chitosan… PROTEIN: caseinate, whey, bột mì và gluten, protein đậu nành, protein trứng, da heo, gelatin,… POLYPHOSPHATE. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA TẠO CẤU TRÚC: 2.1 Carrageenan (nhóm hyrocolloid) 2.1.1 Lịch sử phát hiện ra Carrageenan Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ rêu Irish moss (Loài rong đỏ Chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía Nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen. Vào những năm 30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong công nghiệp biavà hồ sợi. Cũng trong thời kỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ. Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina stelata thuộc chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hình 1: tảo carrageenan Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không c òn giới hạn vào chiết tách từ Irish moss, mà rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng. Những loài này gọi chung là Carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan, phổ biến nhất là : Kappaphycus alvarezii, Chondrrus crrispus, Sarcothalia crispate và Eucheuma denticulation được sử dụng để thu carrageenan dùng trong thực phẩm. Trong thực phẩm, người ta không sử dụng từng loại tảo riêng biệt mà luôn luôn kết hợp nhiều loại lại với nhau để tạo ra Carrageenan có các đặc tính riêng biệt và hoàn hảo hơn. Từ đó người ta chia carrageenan thành 3 loại điển hình sau: + Kappa carageenan: được tch chiết từ các loại tảo Kappaphycus alvarezii, Chondrrus crrispus, Sarcothalia crispate. + Iota carrageenan: được tách chiết từ tảo Eucheuma denticulation. + Lambda carrageenan: được tách chiết từ tảo Chondrrus crrispus, Sarcothalia crispate. 2.1.2 Cấu tạo của carrageenan Carrageenan là một polysaccharide dị thể của galactose –galactan. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ l à một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan. Có thể nói carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer: λ – , κ –, ι –, ν.. - carrageenan, cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau. Các gốc D-galactose được sulfate hóa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hóa. Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi vòng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên. Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và lambda- carrageenan: Kappa-carrageenan  là một loại polymer của D-galactose- 4-sulfate và 3,6-anhydro D-galctose. Iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự Kappa-carrageenan, ngoại trừ 3,6-anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2. Lambda-carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactose- 2-sulfate (liên kết 1,3) và D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4). Muy và nuy- carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota- carrageenan. Trong quá trình chiết tách, do tác động của môi trường kiềm các μ-,ν-,λ-carrageenan dễ chuyển hóa thành κ-, ι-, θ- carrageenan tương ứng. Các carrageenan có mức độ sulfat hóa khác nhau, thí dụ κ–carrageenan (25 % sulfat), ι–carrageenan (32 % sulfat), λ–carrageenan (35 % sulfat). Các sản phẩm này đã được thương mại hóa, chiếm vị trí quan trọng trong thị trường polysaccharide. 2.1.3 Tính chất Độ tan: Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi. Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác. Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các carrageenan nàykhông tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối th ì dễ tan hơn. Thí dụ như λ-carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nư ớc nên nó tantrong nước ở điều kiện bất kỳ. Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –carrageenan tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước nóng. Độ nhớt Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc v ào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác tr ong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo th ành dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa. Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan có thểmô tả bằng công thức cân bằng của Mark -Houwink như sau: [η] = K(Mw)α Trong đó: η: độ nhớt Mw: trọng lượng phân tử trung bình K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi hòa tan Tương tác giữa carrageenan với protein Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan v à cũng là đặc trưng cho tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein. Phản ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel. Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025 %) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla. Tạo gel Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5 %). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chắc, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết. Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc th êm các cation với một nồng độ nhất định. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, được thực hiện theo hai bước: Bước 1: khi hạ nhiệt độ đến một giới hạn n ào đó trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự. Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ thuộc vào dạng và nồng độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan. Do đó, mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng. Bước 2: gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ xoắn. Trong trường hợp đầu, sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ xoắn thông qua sự hình thành không đầy đủ của xoắn kép, theo hướng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép với hơn một chuỗi khác. Trong trường hợp thứ hai, các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợp lại tạo thành gel. Còn dưới các điều kiện không tạo gel, ở các nồng độ polyme thấp sự hình thành và hợp lại của các xoắn sẽ dẫn đến tăng độ nhớt. Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel. Như vậy, gel là tập hợp các xoắn có trật tự hay c òn gọi là xoắn kép. Khả năng tạo gel: Phụ thuộc rất lớn vào sự có mặt của các cation. Ví dụ: Khi liên kết với K+, NH4+, dung dịch -carageenan tạo thành gel thuận nghịch về nhiệt.  Khi liên kết với Na+ thì carrageenan hòa tan trong nước lạnh và không có khả năng tạo gel. Muối K+ của -carrageenan có khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giòn và dễ bị phân rã. Chúng ta có thể giảm độ giòn của gel bằng cách thêm vào locust bean gum.  2.1.4. Phương pháp sản xuất carageenan trong công nghiệp. Carrageenan được thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước hay bằng dung dịch kiềm loãng. Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng quay, hay kết tủa trong dung dịch KCl và sau đó làm lạnh. Cồn được sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch là methanol, ethanol, và isopropanol. Sản phẩm có thể chứa đường nhằm mục đích chuẩn hóa, chứa muối để thu được cấu trúc gel đặc trưng hay tính năng tạo đặc. 2.1.5. Ứng dụng Carrageenan được sử dụng ở nhiều dạng khác nhau trong nhiều sản phẩm mà chúng ta sử dụng hàng ngày, nhất là trong lĩnh vực thực phẩm với một trong ba hoặc cả ba tác dụng sau: + Chất ổn định + Chất tạo gel + Chất tạo sự đông đặc Các sản phẩm có sử dụng carrageenan đã được sử dụng phổ biến trong nhiều thế kỷ. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh độ an toàn của carrgeenan, nó không gây độc, không có dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn. Tổ chức FDA của Mỹ đã xếp carrageenan vào danh mục các chất an toàn đối với các sản phẩm thực phẩm. Tính phổ biến của carrageenan được thể hiện ở 4 đặc điểm sau: Tham gia như một chất tạo đông đối với một số sản phẩm nh ư: kem, sữa, bơ, pho mát. Làm bền nhũ tương, giúp cho dung dịch ở trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp. Có thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lý, cơ học mong muốn, tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai. Giúp ổn định các tinh thể trong các sản phẩm bánh, kẹo ngăn chặn đường và nước đá bị kết tinh. Chính vì vậy, carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm. 2.1.6 Ứng dụng trong các ngành thực phẩm Carrageenan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem, phomat, bánh pudding, si rô, đồ uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua, thịt cá. Các công ty chế biến thịt cá sử dụng carrageenan vì carrageenan có khả năng tăng hiệu suất các sản phẩm bằng cách giữ nước bên trong sản phẩm. Ngoài ra, carrageenan còn được thêm vào bia hoặc rượu để tạo phức protein và kết lắng chúng làm cho sản phẩm được trong hơn. Sử dụng carrageenan trong thực phẩm giúp gia tăng lợi nhuận khoảng 40%. Đảm bảo sự tươi ngon ( khả năng giữ nước) , ổn định cấu trúc của thịt , cá, và gia cầm trong suốt quá trình từ vận chuyển, tồn trữ và các giai đoạn chế biến. 2.2 Tinh bột – tinh bột biến tính: (nhóm polysaccharide) Tinh bột là polysaccharide chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Tinh bột cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, sắn, củ mài. Một lượng đáng kể tinh bột cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực do đó các loại lương thực được coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột. Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt ... Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bao gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin. Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lý học và hóa học. 2.2.1 Cấu tạo: Tinh bột là loại polysaccharide khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucose được nối nhau bởi các liên kết α-glucoside, có công thức phân tử là (C6H10O5)n, ở đây n có thể từ vài trăm đến hơn 1 triệu. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất hóa lý của chúng. Tinh bột thường dùng làm chất tạo độ nhớt, độ sánh cho các thực phẩm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo hoặc nhũ tương như các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho nhiều loại thực phẩm. Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu... Tinh bột bao gồm hai dạng phân tử là amylose và amylopectin. Amylose chiếm 20-30% trong tinh bột tự nhiên, dạng mạch thẳng, có khả năng tạo gel, amylopectin dạng mạch phân nhánh, không có khả năng tạo gel. Công thức cấu tạo: Amylose Amylopectin Sự khác biệt giữa amylose và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi lẽ ở các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh, do đó cũng có những tính chất giống như amylopectin. 2.2.2 Một số tính chất quan trọng của hạt tinh bột Tính chất nhớt – dẻo của hồ tinh bột Phân tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều phân tử nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn. Tính chất này càng thể hiện mạnh mẽ hơn ở những tinh bột loại nếp. Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng 3 chiều. Để tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết hydro tham gia. Khi gel tinh bột để một thời gian dài thì chúng sẽ co lại và một lượng dịch thể sẽ tách ra. Quá trình thoái hóa gồm 3 giai đoạn: Đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại. Vỏ hydrat bị mất và các mạch được định hướng lại. Các cầu hydro được tạo thành giữa các nhóm -OH của các phân tử tinh bột khác nhau. Do các phân tử amylose có mạch thẳng nên định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn các phân tử amylopectin, vì thế hiện tượng thoái hóa gần như chỉ có liên quan với các phân tử amylose. Khả năng tạo màng Tinh bột có khả năng tạo màng là do amylose và amylopectin dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua phân tử nước. Khả năng tạo sợi Phương pháp tạo sợi như sau: Cho dịch tinh bột qua một bản có đục lỗ với đường kính lỗ thích hợp (lớn hơn 1mm). Khi đùn qua các lỗ này, chúng sẽ tự định hướng theo chiều của dòng chảy. Các phân tử tinh bột có xu hướng kéo căng ra và tự sắp xếp song song với nhau theo phương của trọng lực. Các sợi đã hình thành vừa ra khỏi khuôn kéo còn ướt được nhúng ngay vào một bể đựng nước nóng để định hình nhờ tác dụng của nhiệt. Các phân tử đã được định hướng trong từng sợi sẽ tương tác với nhau và với nước bằng cầu hydro để hình thành sợi miến. Các sợi đã hình thành được kéo ra khỏi bể rồi được nhúng tiếp vào bể đựng nước lạnh để các phân tử liên hợp lại với nhau được chặt hơn và tạo nhiều cầu hydro giữa các phân tử hơn. Sự kết tinh từng phần sẽ làm tăng độ bền cơ học và sự gắn bó các sợi với nhau. Các sợi tiếp đó được gia nhiệt để khử nước cũng như để làm tăng lực cố kết và độ cứng. Các sợi được tạo ra từ những tinh bột giàu amylose (đậu xanh, dong, riềng,…) thường dai hơn, bền hơn sợi làm từ tinh bột giàu amylopectin (ngô, nếp…) bởi vì các phân tử amylose dài nên tương tác giữa các phân tử dọc theo chiều dài lớn, sợi dai và chắc, còn các phân tử amylopectin có nhiều mạch nhánh ngắn, lực tương tác giữa các phân tử yếu hơn nên dễ đứt. Khả năng phồng nở của tinh bột Khi tương tác với chất béo dưới tác dụng của nhiệt độ thì tinh bột sẽ tăng thể tích rất lớn và trở nên rỗng xốp. Đó là do chất béo không phân cực nên xuyên thấm qua các vật liệu tinh bột, cellulose. Khi nhiệt độ tăng thì các tương tác kỵ nước cũng mạnh nên chúng có khuynh hướng tụ lại với nhau và xuyên qua các “cửa ải” tinh bột. Đồng thời, nhiệt làm tinh bột hồ hóa và chín, nhưng không khí cũng như các khí có trong khối bột không thấm qua lớp màng tinh bột đã tẩm béo nên sẽ giãn nở và làm tinh bột phồng nở. 2.2.3 Tinh bột biến tính: Định nghĩa: là tinh bột đã qua các điều kiện gia công nhất định (gia nhiệt, xử lý bằng kiềm, acid,…làm thay đổi cấu trúc tinh bột ban đầu Mục đích: Tinh bột tự nhiên với các tính chất đặc trưng đã và đang được khai thác để phục vụ cho nhu cầu sản xuất. Tuy nhiên, khi ngành công nghiệpthực phẩm mở rộng với chủng loại sản phẩm đa dạng thì tinh bột tự nhiên cho thấy nó có những hạn chế, hoặc có những tính chất mặc dù thích hợp cho sản phẩm này nhưng lại bất lợi cho sản phẩm khác. Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi 1 dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định. Có sản phẩm yêu cầu tinh bột giàu amylose lại có sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amylopectin. Có sản phẩm cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, có dạng cần tinh bột bền không bị thoái hóa ở nhiệt độ thấp. Có loại cần độ dẻo, độ trong, có loại không mong muốn những tính chất đó. Vì vậy, quá trình biến tính tinh bột nhằm đáp ứng một số yêu cầu kỹ thuật như tăng độ hòa tan, độ nhớt, độ dẻo, độ dai chắc, tránh hiện tượng thoái hóa cấu trúc gel tinh bột. Phương pháp biến tính tinh bột: Phương pháp biến tính vật lý Phương pháp biến tính hóa học Phương pháp biến tính hóa sinh Biến tính bằng cách kết hợp các phương pháp trên 2.2.3.1. Tinh bột biến tính bằng phương pháp vật lý: Tinh bột hồ hóa sơ bộ (Pregelatinized starch) Kiểu biến tính hồ hóa trước tạo cho tinh bột khả năng hồ hóa mà không cần nấu. Sản phẩm được gọi là “pregelatinized starch”, “pregel”, “pre-cooked starch” hay “instant starch”. Phương pháp này có thể áp dụng cho cả tinh bột tự nhiên và tinh bột đã biến tính bằng các phương pháp khác. Nguyên tắc của phương pháp biến tính này là hồ hóa huyền phù tinh bột bằng nhiệt rồi nhanh chóng sấy khô để trả lại trạng thái bột khô trước khi tinh bột bị thoái hóa. Trong thực tế, tinh bột được nấu và sấy khô cùng lúc, bằng cách dùng trống sấy, ép đùn (extrusion) hoặc sấy phun. Trong kỹ thuật sấy bằng trống và ép đùn, hạt tinh bột chịu nhiều tác động cơ học như nhiệt độ, lực cắt cơ học, áp suất nén cao, và bị thay đổi cấu trúc nhiều. Ngược lại, trong kỹ thuật sấy phun, huyền phù tinh bột được hồ hóa và sấy khô đồng thời nhờ hơi nóng, do đó hạt tinh bột hầu như còn nguyên vẹn, rất ít bị phá hủy bởi lực cắt và nhiệt. Sản phẩm này gọi là tinh bột CWS (cold-water swelling starch). Tinh bột hồ hóa sơ bộ có những tính chất sau: - Trương nhanh trong nước - Biến đổi chậm các tính chất khi bảo quản - Bền khi ở nhiệt độ thấp - Có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khí tốt Do đó người ta thường dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ này trong mọi trường hợp khi cần độ đặc, giữ nước mà không cần nấu. Tinh bột xử lý nhiệt (Heat treated starch) Trong các điều kiện có kiểm soát, hạt tinh bột được xử lý nhiệt và sau đó được trả về trạng thái hạt ban đầu. Tinh bột sản phẩm không những duy trì được tính chất hồ hóa đúng mức (cook-up) mà hồ tinh bột còn có độ nhớt và độ bền được cải thiện. Có 2 loại quá trình xử lý nhiệt, cả hai đều gây ra biến tính vật lý nhưng không hồ hóa tinh bột, không phá hủy tính nguyên vẹn của hạt, hoặc không làm mất tính lưỡng chiết (birefringence). - Quá trình xử lý nhiệt ẩm (heat-moisture treatment): tinh bột được làm ẩm và gia nhiệt đến quá nhiệt độ hồ hóa, nhưng độ ẩm không đủ để quá trình hồ hóa xảy ra. Tinh bột xử lý nhiệt ẩm là dạng tinh bột biến tính vật lý lâu đời nhất. - Quá trình “annealing”: là quá trình gia nhiệt huyền phù tinh bột ở nhiệt độ dưới nhiệt độ hồ hóa và giữ trong một thời gian xác định. Các sản phẩm tinh bột xử lý nhiệt này được xem là tinh bột tự nhiên (native) và do đó chỉ cần ghi trên nhãn là “tinh bột thực phẩm” (“food starch”). Tinh bột xử lý vi sóng Phương pháp biến tinh tinh bột bằng vi sóng được xem là một trong những phương pháp “mới nhất” và “sạch nhất” hiện nay. Phương pháp này đang được nghiên cứu và hoàn thiện để ứng dụng rộng rãi trong thực tế nhằm thay thế các phương pháp biến tính hóa học. Nguyên tắc chung: tác dụng các tia có bước sóng khá ngắn mang năng lượng cao trong một khoảng thời gian xác định lên khối tinh bột (tinh bột có thể ở dạng khô hay dạng huyền phù). Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là ta có thể linh hoạt thay đổi các tia có bước sóng khác nhau và thời gian thích hợp nhất nhằm thu được tinh bột có những tính chất như ý muốn: độ nhớt thích hợp, độ bền gel tăng, giảm khả năng thoái hóa, giảm nhiệt độ hồ hóa,… Tinh bột xử lý áp suất cao (High pressure treated starch) Bên cạnh phương pháp biến tính tinh bột bằng vi sóng thì phương pháp xử lý tinh bột ở áp suất cao cũng được xem là một trong những phương pháp “mới nhất” và “sạch nhất” hiện nay. Các nhà khoa học đang nghiên cứu những tính chất mới xuất hiện trên tinh bột sau khi xử lý ở áp suất cao dể ứng dụng chúng trong thực tế. Tinh bột có thể được xử lý ở dạng hạt khô hay dưới dạng huyền phù. Bằng cách thay đổi cường độ áp suất, nhiệt độ xử lý và thời gian thích hợp thì tinh bột sau xử lý sẽ có những tính chất như mong muốn: tinh bột hồ hóa ở nhiệt độ thường và trong nước lạnh, độ bền gel tăng, khả năng thoái hóa giảm, cải thiện độ trong, cấu trúc,… Trong bài báo cáo này, chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn ảnh hưởng của áp suất cao lên sự thay đổi các tính chất của hạt tinh bột. 2.2.3.2. Tinh bột biến tính bằng phương pháp hóa học Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học là quá trình biến tính thông dụng nhất hiện nay. Dưới tác động của một lượng nhỏ các tác nhân hóa học được cho phép sử dụng, tinh bột bị thay đổi tính chất. Quá trình biến tính hóa học có thể thực hiện ở 3 trạng thái tinh bột: - Trạng thái huyền phù (slurry), tinh bột phản ứng với các tác nhân hóa học trong môi trường nước. Khi phản ứng kết thúc, tinh bột được lọc, rửa và sấy khô. - Trạng thái sệt (paste), tinh bột được hồ hóa (gelatinize) với tác nhân hóa học trong điều kiện có ít nước và khuấy trộn liên tục. Khi phản ứng kết thúc, tinh bột được sấy khô. - Trạng thái rắn, tinh bột được làm ẩm bằng tác nhân hóa học trong nước, sấy, và cuối cùng phản ứng ở nhiệt độ cao. Tinh bột biến tính bằng cách cắt mạch (Degradation, conversion) Biến tính tinh bột bằng cách cắt mạch sẽ cho các sản phẩm tinh bột chứa các polymer có khối lượng phân tử thấp và độ nhớt giảm, thích hợp dùng trong các sản phẩm cần nồng độ chất khô cao như kẹo và các màng bao. Tinh bột thủy phân bằng acid Thủy phân acid là phương pháp được ứng dụng trong thương mại đầu tiên, từ những năm 1900. Acid được cho vào huyền phù tinh bột trong một quá trình được kiểm soát chặt chẽ, khuấy trộn liên tục trong điều kiện nhiệt độ tăng dần từ nhiệt độ môi trường (25oC) đến nhiệt độ hơi thấp hơn nhiệt độ trương nở của tinh bột (khoảng 55oC) cho đến khi đạt được mức độ thủy phân cần thiết. Chất phản ứng thường dùng là acid hypochloride hoặc acid sulfuric. Đây là quá trình thủy phân các liên kết α-1,4 và α-1,6-glucoside của tinh bột có acid xúc tác. Sự thủy phân xảy ra ở các vùng vô định hình của hạt tinh bột, làm giảm độ dài mạch polymer, cấu trúc hạt yếu đi nhưng hình dạng hạt tinh bột không thay đổi. Mục đích chính của quá trình thủy phân tinh bột là làm giảm độ nhớt khi nóng của hồ tinh bột (hot viscosity) để dùng trong các sản phẩm cần nồng độ tinh bột cao mà không bị đông đặc, khi làm nguội mới tạo thành gel có độ cứng cao. Sản phẩm được gọi là tinh bột “thin-boiling” hay “acid-thinned”. Tinh bột oxi hóa và tinh bột được tẩy màu (bleaching) Tinh bột có thể được biến tính bằng cách sử dụng các tác nhân oxi hóa trong những điều kiện có kiểm soát. Tùy thuộc vào loại tác nhân oxi hóa và liều lượng sử dụng mà kiểu biến tính này được phân làm 2 dạng: oxi hóa và tẩy màu (bleaching). - Quá trình tẩy màu (bleaching): các tác nhân được phép sử dụng bao gồm hydrogen peroxide (H2O2), ammonium persulfate, sodium hoặc calcium hypochlorite, potassium permanganate (KMnO4), và sodium chlorite. Mục đích của quá trình này là tẩy màu nhằm làm tăng độ trắng của tinh bột, bằng cách oxi hóa các hợp chất như carotene, xanthophyll và các sắc tố khác. Mặc dù mức độ xử lý thấp nhưng một số nhóm hydroxyl của tinh bột cũng bị oxi hóa tạo thành các nhóm carboxyl với tỷ lệ các nhóm carboxyl tạo thành không quá 0,1% trên tổng chất khô của sản phẩm. Tinh bột tẩy màu có các tính chất gần giống như tinh bột nguyên liệu ban đầu, nhưng có chỉ số vi sinh thấp hơn do tác dụng của các chất oxi hóa sử dụng. - Quá trình oxi hóa (oxidization): chỉ có sodium hypochlorite được phép sử dụng nhưng lượng sử dụng cho phép cao hơn nhiều so với quá trình tẩy. Quá trình này bao gồm 2 tác động xảy ra đồng thời: gắn các nhóm carboxyl (COOH) và carbonyl (C = O) lên mạch và depolymer hóa một phần các mạch tinh bột. Sự oxi hóa thường xảy ra ở các carbon 2, 3, và 6 của đơn vị D-glucose của mạch tinh bột. Người ta cho rằng khoảng 25% lượng tác nhân oxi hóa được dùng để cắt mạch carbon, trong khi 75% lượng tác nhân còn lại dùng để oxi hóa các nhóm hydroxyl (Fleche, G. 1985). Tinh bột oxi hóa có độ nhớt thấp, độ trong cao và bền ở nhiệt độ thấp. Giống như tinh bột thủy phân acid, hồ tinh bột oxi hóa khi nóng cũng có độ nhớt thấp do quá trình cắt mạch tinh bột. Tuy nhiên, sự chiếm chỗ trong không gian của các nhóm carboxyl và carbonyl cản trở các mạch tinh bột ngắn tiến lại gần và tái kết hợp với nhau, do đó gel tạo thành mềm. Tinh bột biến tính bằng cách làm bền hóa hoặc gắn thêm nhóm thế (Stabilization, substitution) Tinh bột tự nhiên sau khi hồ hóa thường có xu hướng tạo thành các gel cứng do sự tái sắp xếp và kết hợp của các phân tử amylose và tách nước (hiện tượng thoái hóa). Để hạn chế hiện tượng này, các nhóm hydroxyl trong phân tử tinh bột sẽ được làm bền bằng cách liên kết với những nhóm chức hóa học cồng kềnh. Chúng sắp xếp dọc theo mạch polymer tinh bột, chiếm chỗ trong không gian phân tử và cản trở các mạch polymer tái kết hợp với nhau. Tinh bột biến tính bằng cách này thích hợp dùng trong các sản phẩm thực phẩm cần làm lạnh hoặc lạnh đông. Hiệu quả của quá trình bền hóa tinh bột phụ thuộc vào số lượng và bản chất của nhóm thế. Mức độ thế DS là đại lượng đo số nhóm thế trên 100 đơn vị anhydroglucose. Các tinh bột có DS thấp (DS làm tăng khả năng giữ nước, khả năng liên kết (ứng dụng trong lạnh đông để hạn chế lượng nước rỉ ra sau khi rã đông) đồng thời làm tăng khối lượng sản phẩm. Ảnh hưởng đến tính hòa tan của các protein. Ngăn ngừa sự ôi hóa nhờ khả năng tạo phức với các kim loại xúc tác. Tác dụng kháng khuẩn nhẹ Đồng thời còn làm tăng mùi vị sản phẩm. 2.5.4 Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm cần giữ nước như: chả, giò, nem, lạp xưởng,... Các sản phẩm thường phối hợp sử dụng polyphosphate và các muối nitrat-nitrit. Hàm lượng tối đa cho phép: 0,5% (tính trên P2O5). Trong sản phẩm pate, polyphotphat không được sử dụng quá 0,2 – 0,3%. Hạn chế: nếu dùng nhiều, sản phẩm tạo thành có cấu trúc giống cao su, gây vị tanh kim loại, gắt, vị xà phòng, ngứa lưỡi... 2.5.5. Một số loại phụ gia polyphosphate trên thị trường: Có khoảng 20 polyphosphate sử dụng có nhiều mục đích khác nhau trong chế biến thực phẩm. Các polyphosphate sử dụng trong chế biến thực phẩm chia làm 2 loại: Ortophosphate và polyphosphate ngưng tụ (các polyphosphate và meta polyphosphate). Các hợp chất phosphate có vai trò rất lớn trong sản xuất thực phẩm, các vai trò cơ bản của phosphate bao gồm: Tạo phức: Tạo phức một trong những chức năng quan trọng. Khi tạo phức với các ion kim loại, các phức này là các anion thành lập phức chất hòa tan với các ion kim loại, hiện diện trong dung dịch hoặc kết tủa, khả năng tạo phức chất của các ion kim loại được so sánh theo chiều dài dây polyphosphate, dây polyphosphate càng dài thì s ự tạo càng mạnh và sự tạo phức giảm khi tăng pH. Khả năng giữ nước Các polyphosphate được dùng trong chế biến thịt, cá, gia cầm, thủy sản rộng r ãi để điều chỉnh sự mất ẩm và giữ ẩm trong các sản phẩm sau khi chế biến hoặc r ã đông. Các phosphate thường sử dụng là: Tri polyphosphate nhưng nếu kết hợp với Na hexametaphosphate sẽ có tác dụng hiệu quả hơn. Các phosphate khi thêm vào các sản phẩm đầu tiên sẽ bị thủy phân tạo thành các pyrophosphate là các chất hoạt động chính. Trong chế biến thịt kết hợp 2 % muối v à 0,3 % phosphate được sử dụng gia tăng khả năng giữ nước, tương đương 0,8 M-1 M (4,6 %-5,8 %) NaCl được yêu cầu tối đa cho sự trương nở, nhưng khi thêm phosphate sẽ làm giảm lượng muối cần thiết. Tác dụng phosphate trên thịt muối với 3 l. do: gia tăng pH thịt, gia tăng lực ion và tạo phức với ion kim loại. Nhờ vào tính chất này mà phosphate được sử dụng như những chất bảo quản thủy sản để tránh sự mất ẩm trong quá trình bảo quản. Trong chế biến các sản phẩm, với sự tham gia của phosphate giúp cho sản phẩm có hiệu suất thu hồi cao. Ổn định nhủ tương Các phosphate được sử dụng trong chế biến phomat giúp sự ổn định của nhũ tương chất béo trong mạng protein-nước. Phosphate được đề nghị sử dụng vì khả năng tạo phức với các ion Ca2+ của para K casein hiện diện trong protein sữa. Kết quả l à có cấu trúc láng, dễ chảy, không có sự phân ly béo. Các phosphate đ ược sử dụng thông thường là: Na Orthophosphate, polyphosphate như Na pyrophosphate, Na hexametaphosphate. Các Orthophosphate kiềm sẽ cho các phomat mềm dễ chảy, các Orthophosphate acid và polyphosphate sẽ làm tăng độ nóng chảy, cấu trúc cứng. Liều lượng thường dùng dưới 3% trọng lượng sản phẩm cuối cùng. Bảng 22: Hàm lượng P2O5 và pH của một số polyphosphates (trong dung dịch 1% với nước) Tên gọiCông thức%P2O5pH trong dung dich 1%Pyrophosphate disodiumP2O7Na263.94-4.3Pyrophosphates tetrasodiumP2O5Na453.410-10.5Triphosphate pentasodiumP3O10Na557.9>9.2Pentaphosphates heptasodiumP5O16Na762.08.2-8.6Metaphosphate(PO4Na)n69.66.3-7.5Pyrophosphate tetrapotassiumP2O7K443.210.3 Tác dụng bảo quản thực phẩm: Polyphosphates được sử dụng như một phụ gia: chất ổn định, chất làm đông, và chất nhũ hoá. Những polyphosphates hay được sử dụng là monophosphate (E 339-343), diphosphates (E450), triphosphates 9E451) và polyphosphates (E452). Vì thế poly phosphate đựơc ứng dụng nhiều trong chế biến cá, giò lụa, jambon. Cơ chế khả năng giữ nứơc của protein: Polyphosphates hoạt động như một cầu nối cation (Ca), do đó chúng cô lập cation. Khi đó, phức hợp actomyosin trong cơ bị tách ra thành actin và myosin. Actin và myosin hoà tan bởi nước muối, do đó tăng tính giữ nước của protein. Tác động của polyphosphates lên khả năng giữ nứơc của thịt: Tetrasodium pyrophosphate có tác động mạnh nhất. Sodium tripholyphosphates có tác dụng tương tự nhưng hoạt tính không bằng, trong khi hexameta phosphate không tương tác gì cả. 2.5.6 Hàm lượng sử dụng-An toàn sức khoẻ: Dựa trên những kiến thức hiện tại polyphosphates không gây hại cho sức khoẻ nếu hàm lượng bé hơn ADI (acceptable daily intake). Vì thế sự nghi ngờ polyphosphates chịu trách nhiệm cho bệnh hyperkinetic (hội chứng quá linh động) ở trẻ em vẫn chưa được xác nhận bởi những nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên polyphosphates cũng gây những bất lợi sau (nếu sử dụng quá liều lượng). Làm cho sản phẩm có cấu trúc như cao su. Hàm lượng polyphosphates >0.3 gây vị chát. Làm cho sản phẩm có vị tanh đắng, có cảm giác ngứa lưỡi. Hàm lượng lớn ảnh hưởng đến sức khoẻ: đau bụng, tiêu chảy. Ở Việt Nam, theo quyết định số 760-2000-Bộ Thuỷ sản cho phép sử dụng polyphosphate (sodium, potassium) với hàm lượng tối đa cho phép là : 5g/kg còn Diphosphates (di, tri, tetra-sodium & di, tetra-potasium) Triphosphates (pentasodium, pentapotassium) thì 5g/kg đối với sản phẩm cá phi lê và 1g/kg đối với các sản phẩm khác. Sản phẩm polyphosphate trên thị trường: Sodium Hexametaphosphate ( SHMP ) CTHH: (NaPO3)6, KLPT: 611.82 CAS No.: 10124-56-8 H.S code: 2835 3900 10 Đóng gói: in 25kg PP túi or 50pound túi giấy. 20Mt/20'FCL.Đặc tính kỹ thuật: 68%, 70%, 65%, 60% Hình dạng: Bột hoặc hột. Thuật ngữ mua bán: FOB, CFR CIF Chất lượng: nhỏ dưới 1FCL Đóng gói: 25kg hoặc 50 pound / 1 ti.   Tên công ty:Sichuan Chenghong Phosph-Chemical Co., Ltd.  Ngừơi liên hệ: HYPERLINK "" \t "_blank" Ms. Marcy, Mr. Li  Địa chỉ:23 Linjiang Road, Hongchuan Town, Hongya County, Meishan City, Sichuan Province. China  Zip:620000  Telephone:86-833-7496816, 7496972, 7496117  Fax:86-833-7496017  Web Site:  Potassium Polymetaphosphate(KPMP) : CTHH:(KPO3)x Đóng gói: túi 25kg hoặc túi giấy 50 pound. Thuật ngữ mua bán: FOB, CFR CIF. Tên công ty:Sichuan Chenghong Phosph-Chemical Co., Ltd.  Người liên lạc: HYPERLINK "" \t "_blank" Ms. Marcy, Mr. Li   Địa chỉ:23 Linjiang Road, Hongchuan Town, Hongya County, Meishan City, Sichuan Province. China  Zip:620000  Telephone:86-833-7496816, 7496972, 7496117  Fax:86-833-7496017  Web Site:  2.6 Các loại bột: Bột bắp, bột mì, bột đậu nành, bột năng, … 2.6.1 Nguồn gốc và cấu tạo: 2.6.1.1 Bột đậu nành: Các sản phẩm bột đạm đậu nành (đậu tương) là những sản phẩm thay thế rất tốt cho các sản phẩm từ động vật. Không giống như các loại hạt khác, đậu nành có thể bổ sung hoàn toàn lượng đạm. Hạt đậu nành chứa đầy đủ lượng axit amin cần thiết cho dinh dưỡng bởi chúng không bị tổng hợp trong cơ thể con người. Sản phẩm bột đạm đậu nành có thể thay thế cho thực phẩm từ động vật mà không cần phải điều chỉnh thực đơn. Thông thường các sản phẩm từ động vật chứa nhiều chất béo hơn, đặc biệt là chất béo bão hòa (không tốt cho tiêu hóa). Thực phẩm đạt tiêu chuẩn phải chứa ít nhất 6.25 grams bột đạm đậu nành và phù hợp với các tiêu chuẩn khác như hàm lượng chất béo, cholesterol và natri thấp. Các sản phẩm bột đạm đậu nành sau chế biến được chia thành ba loại tùy vào hàm lượng protein : Bột đạm (Flour), Concentrates và Isolates. Ba loại này được coi là những nguyên liệu đầu vào cơ bản của các sản phẩm bột đạm đậu nành. Trong một số trường hợp, những nguyên liệu này có thể được xử lý thêm trước khi đưa vào các sản phẩm thực phẩm Loại Bột đạm Bột đạm được tạo ra bằng cách nghiền hạt đậu nành đã sấy thành dạng bột mịn và chứa khoảng 50% hàm lượng đạm. Bột đạm cũng có ba dạng khác nhau: tự nhiên hay nguyên béo, khử béo và thêm lecithin. Dạng tự nhiên hay nguyên béo chứa nguyên lượng dầu có trong hạt đậu nành. Dạng khử béo, đã được tách bớt lượng dầu trong quá trình chế biến. Dạng thêm Lecithin tức là đã được bổ sung một lượng lecithin nhất định vào. Bột đạm không chứa Gluten, vì vậy loại bánh mỳ nở bằng men có dùng bột đạm loại này có cấu trúc rất chặt. Bột đạm đậu nành thô cũng tương tự như bột đạm đậu nành, chỉ khác là loại này được xay thành những hạt cỡ to hơn. Loại Concentrates Loại Concentrates được chiết xuất từ loại đậu nành khử béo, dạng vẩy và chứa 70% protein. Loại này chứa một lượng axit amin rất tốt cho tiêu hóa và giữ lại phần lớn chất xơ từ hạt đậu nành phục vụ cho quá trình tiêu hóa. Loại Isolates (Soy protein Isolate): Bột đạm tách từ các vẩy đậu nành khử béo tạo ra loại bột đạm Isolates - loại bột đạm tinh khiết nhất. Chứa đến 90% protein,có khi lớn hơn 95%. Bột đạm Isolates giứ lại hầu hết toàn bộ lượng đạm có trong hạt đậu nành. Chúng cũng chứa một lượng đáng kể axit amin có lợi cho tiêu hóa và vì chúng có vị rất nhẹ nên có thể thêm vào các sản phẩm thực phẩm mà không hề ảnh hưởng đến hương vị và đặc tính cơ bản của sản phẩm. Có tính năng cải thiện cấu trúc hay tạo cấu trúc trong các sản phẩm tạo gel, nhũ tương, … Có khả năng giữ nước, liên kết các thành phần chất béo, protein 1 cách nhanh chóng. Tạo sự cân bằng giữa nguồn protein động vật và protein thực vật. Giúp giảm giá thành sản phẩm. Bột đạm Textured: Được làm từ bột đạm tách béo thông qua một thiết bị nén cho phép tạo ra nhiều dạng và kích cỡ khác nhau. Chúng chứa khoảng 50% protein, các chất xơ và carbonhydrates tan từ hạt đậu nành. Khi thủy hợp, chúng trở nên dai. Chúng được ứng dụng rộng rãi như là chất giả thịt, thường là loại Textured. Loại bột đạm textured được bán ở dạng khô, có thể ở dạng hạt hoặc khoanh miếng, không có mùi. Đạm Textured Concentrates Được làm từ thiết bị nén và tồn tại ở nhiều dạng và kích cỡ khác nhau. Loại đạm này chứa đến 70% protein và chất xơ từ hạt đậu nành. Khi thủy hợp, chúng trở nên dai và tham gia vào việc hình thành cấu trúc của thịt thật. Ứng dụng của bột đậu nành vào trong ngành công nghệ chế biến thịt và thủy sản: Thịt khô cắt miếng, thịt bắp, thịt hộp, các sản phẩm gia cầm, các sản phẩm hải sản. Loại Textured (TSP) TSP luôn luôn ám chỉ tới loại sản phẩm là hỗn hợp của bột đạm Textured và Textured Concentrates. Chúng được dùng như sản phẩm giả thịt hoặc tương tự và có thể thêm vào thực đơn nhằm bổ sung hàm lượng đạm cần thiết. TSP có cấu trúc giống với cấu trúc của thịt bò và một số loại thịt khác. Tuy vậy, chúng phải được thủy hóa lại bằng nước sôi trước khi sử dụng. 2.6.1.2 Tinh bột bắp: Bảng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm tinh bột bắp ( bột ngô): Thành phầnTỉ lệHàm lượng nước13 – 14 %Tỉ lệ tro< 0,2 %Độ đạm< 0,5 %Chất béo< 0,5 %Độ mịn< 100 %Hàm lượng SO2< 40 ppmMàu sắcBột màu trắngMùi vịHương vị đặc trưng của bắp 2.6.2 Ứng dụng trong công nghệ chế biến thịt và thủy sản: Hỗ trợ việc tạo gel cho các sản phẩm thịt cá: Protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel và tương tác với nhau. Chủ yếu là liên kết hydro và lực vanderval → Tinh bột có tính đồng tạo gel với Protein Tạo độ đàn hồi, cứng vững, khả năng giữ nước của gel Là phụ liệu nhằm giảm giá thành sản phẩm Lượng dung không quá 5%. Khi dung lượng lớn sẻ gây ảnh hưởng xấu đến cấu trúc và mùi vị của sản phẩm. Do sưj hỏng cấu trúc bởi thoái hóa tinh bột làm thoái hóa cấu trúc. Whey Protein Isolate (WPI): Định nghĩa: Whey Protein Isolate được thu bằng loại bỏ các thành phần không là Protein ra khỏi whey và có hàm lượng Protein ít nhất là 90%. WPI được phân tách bằng phương pháp vật lí như kết tủa, lọc membrane hay trao đổi ion. pH của WPI có thể được điều chỉnh bởi sự thêm vào các chất. Bảng thành phần: Protein92.0%Lactose0.5%Béo1.0%Ash2.0%Ẩm4.5%Chỉ tiêu vi sinh: Coliform < 10/g Salmonella không có Listeria không có Staphylococci không có Ứng dụng trong công nghệ chế biến thịt và thủy sản: Được ứng dụng trong sản xuất thịt và xúc xích, có tác dụng giữ nước. Điều kiện bảo quản: Được bảo quản trong môi trường khô, nhiệt độ dưới 800F, độ ẩm môi trường dưới 65%. Thời hạn sử dụng sản phẩm nên từ 9 tháng đến 1 năm. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT VÀ THỦY SẢN 3.1 Sản xuất surimi: Định nghĩa: surimi là mặt hàng thủy sản bán thành phẩm. Được sản xuất từ thịt cá, qua quá trình rửa sạch, nghiền nhỏ…, nó không có màu, mùi vị đặc trưng. Thành phần hóa học: Nước : 75% Protein: 16% Lipid : 0.2% Năng lượng: 80calo/100g Không chứa cholesterol Mục đích sử dụng phụ gia: Bảo vệ cấu trúc protein cá trong quá trình trữ đông. Bảo quản cấu trúc đó khi đem ra sử dụng sau này. Phụ gia sử dụng và vai trò: Tinh bột lúa mì hoặc tinh bột sắn: đồng tạo gel với protein có sẵn trong thịt cá làm cấu trúc bền hơn dưới tác dụng của lực cơ học và giảm khả năng biến dạng khi không cấp đông. Hàm lượng sử dụng khoảng 3 – 6% Lòng trắng trứng: tăng độ bền cấu trúc, làm bề mặt surimi mịn hơn và trắng hơn. Polyphosphate: giúp tăng khả năng giữ nước của cấu trúc gel. Hàm lượng sử dụng khoảng 0.2 – 0,3% Protein đậu nành (isolated): góp phần tạo cấu trúc gel và hài hòa thành phần dinh dưỡng trong surimi. 3.2 Jambon Quy trình công nghệ: Phụ gia cấu trúc sử dụng và vai trò: Caseinat natri: dạng keo, có tác dụng làm bền với protein. Nó bao vây quanh các tâm hoạt động của protein, có khả năng giữ mỡ tốt (1kg Caseinat giữ được 7kg mỡ và 1kg nước). Carrageenan: có trong hồng tảo hay tảo đỏ, có khả năng giữ nước tốt (1kg Carrageenan giữ được 25kg nước). Protein đậu nành: có trong đậu nành, có khả năng giữ mỡ và nước. Polyphosphate: Là chất giữ nước trong sản phẩm, tăng sự liên kết giữa nước và thịt, nhờ chất này mà trong quá trình bảo quản không có sự rỉ nước từ trong thịt ra bên ngoài, có như vậy mới kìm hãm được sự phát triễn của vi sinh vật. Trong quá trình nhào trộn Jambon, nếu có bổ sung polyphosphat thì giữa các khối Jambon có hình thành một “chất bùn” giàu protein tơ cơ, nhờ đó mà dáng vẻ lát Jambon chặt chẽ hơn do sự đông tụ protein xảy ra hoàn toàn. 3.3 Thịt hộp: Quy trình công nghệ Thịt heo đông lạnh Bài khí Rã đông Ghép nắp Cắt nhỏ Tiệt trùng Nguyên liệu phụ Xay Bảo ôn Nhồi Dán nhãn Hấp Cắt lát Sản phẩm Vào hộp Phụ gia sử dụng và vai trò Tinh bột: Tinh bột bổ sung vào hỗn hợp nhũ tương nhằm mục đích: Hạ giá thành sản phẩm Hấp thu một lượng nước Tinh bột có khả năng tạo gel do sự tạo thành và sắp xếp lại các phân tử tinh bột tạo thành cấu trúc mạng 3 chiều do các liên kết hydro giữa các mạch polyglucoside hay gián tiếp qua cầu phân tử nước. Tinh bột cũng có khả năng đồng tạo gel với protein nhờ vào liên kết hydro và lực Van Der Waals. Trong trường hợp này cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo gel. Tuy nhiên việc sử dụng tinh bột vào sản phẩm là có giới hạn, nếu quá nhiều chúng sẽ tạo mùi cho sản phẩm, làm giảm chất lượng. Muối polyphosphate: Vai trò chủ yếu của các muối polyphosphate khi ướp là làm gia tăng khả năng liên kết của nước với protein của mô cơ, và do đó làm gia tăng năng suất của sản phẩm sau cùng, tăng chất lượng của sản phẩm. 3.4 Giò lụa: Quy trình công nghệ: Phụ gia sử ụng: Polyphosphate (TARI K7): Là hỗn hợp diphosphate, triphosphate, và polyphosphate có pH = 8 ÷ 9 Mục đích sử dụng: • Khả năng trích ly protein rất cao • Tăng khả năng giữ nước tốt • Đồng nhất khối nhũ tương, khối mỡ • Cải thiện cấu trúc mềm mại của sản phẩm • Ngăn cản sự tách lớp của protein-mỡ-nước • Giảm sự hao hụt trọng lượng • Làm chậm sự ôi thiu • Ổn định màu sắc và hương vị của sản phẩm • Liều lượng sử dụng: khoảng 0,3÷0,5% khối lượng sản phẩm (0,2÷0,3 khối sản phẩm tính trên lượng P2O5) Tinh bột: Tinh bột có tác dụng hút ẩm nên khi ở hàm lượng nhỏ để liên kết các phân tử nước, tạo độ dẻo, độ đặc, độ dai, độ dính, tạo gel. Bột có tác dụng như một chất đệm để thay thế một phần thịt, làm giảm giá thành sản phẩm. Nhưng không được sử dụng nhiều bột vì ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Tinh bột sử dụng phải khô, trắng, sạch, không ẩm mốc và không lẫn tạp chất. Trong sản xuất giò lụa, có thể sử dụng tinh bột bắp biến tính hay tinh bột mì biến tính, tinh bột sẽ liên kết với gel protein làm cho sản phẩm có độ đàn hồi đặc trưng. Protein đậu nành: Là sản phẩm có hàm lượng protein cao (65 – 69%), trong protein đậu nành, globulin chiếm 85 – 95%, ngoài ra còn một lượng nhỏ albumin, prolamin và glutelin. Protein đậu nành có tính năng cải thiện cấu trúc hay tạo cấu trúc trong các dạng sản phẩm khác nhau (dạng gel, nhũ tương...), có khả năng giữ nước, liên kết các thanh phần chất béo, protein nhanh chóng nên được đưa vào trực tiếp trong quá trình tạo nhũ tương. Việc sử dụng protein còn tạo sự cân bằng giữa nguồn protein động vật và protein thực vật, cũng như để hạ giá thành cho sản phẩm giò lụa thì việc bổ sung protein đậu nành là thích hợp vì nó có giá thành rẻ và có các tính năng công nghệ khác. Caseinat: Casein không hòa tan, không đóng vón bởi nhiệt độ, chúng có khả năng kết nối thấp hơn so với muối của nó là Natri caseinat. Natri caseinat được sản xuất từ casein sữa bằng cách hòa tan chất này vào trong xút hoặc muối natri. Đây là một loại protein hòa tan được sử dụng trong chế biến thịt bởi khả năng liên kết tuyệt hảo của nó: nó có tính ái nước và có khả năng tạo nhũ rất tốt. Ngoài ra, chúng còn có lợi điểm là không đóng vón dưới tác dụng của nhiệt độ và đề kháng tốt ở nhiệt độ cao. Vai trò của Natri caseinat: Bao bọc quanh các phân tử phân tán trong môi trường nhũ tương thường là chất béo bằng một lớp vỏ keo làm cho chúng tách biệt với môi trường và tách lẫn nhau bởi lực đẩy mang điện tích âm mà chúng mang. Làm môi trường trở nên nhớt hơn, cản trở sự tách lớp của các hạt béo. Khả năng tạo gel của natri caseinat làm cho sản phẩm gia tăng tính săn chắc. Tuy nhiên việc sử dụng quá độ có thể cho ra một kết cấu quá chắc như cao su. Chúng được sử dụng ở dạng bột khô, dạng dung dịch lỏng hoặc nhũ tương mỡ. Các casein thực phẩm được quản lý theo quy định chung của cộng đồng chung châu Âu ngày 25/7/1983: hàm lượng protein tối thiểu phải đạt là 88%. Người ta tìm thấy trên thị trường các loại Natri caseinat ở những độ nhớt khác nhau từ mức thấp nhất (20 – 40 centipoies) đến mức cao nhất (15000 centipoies). Các caseinate có độ nhớt cao cho tính ổn định tốt hơn do chúng làm sệt pha nước làm ngăn cản sự dịch chuyển các hạt mỡ. Tuy nhiên, điều này không được thái quá vì nó cản trở quá trình tạo gel, kết quả tốt nhất có được ở độ nhớt khoảng 7000 - 15000 centipoies. Gelatin: Gelatin có công thức C102H151O39N31, không màu hoặc vàng nhạt, trong suốt, giòn, không mùi, vị, dạng vảy hoặc bột, hòa tan trong nước nóng, trong glycerol, không hòa tan trong dung môi hữu cơ. Gelatin hấp thụ nước và trương nở 5 – 10 lần khối lượng của nó để trở thành dạng gel trong dung dịch nước có nhiệt độ từ 30 – 35oC, tăng cường khả năng kết nối.