Nghiên cứu về công nghệ sản xuất thực phẩm dạng bán rắn

ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 1 NHẬN XÉT CỦA GVHD ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 2 LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ thực phẩm đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nhận được nhiều sự quan tâm. Sản phẩm thực phẩm hiện nay rất đa dạng, đáp ứng nhu cầu ngày một cao hơn của người tiêu dùng. Cấu trúc và vẻ bề ngoài của thực phẩm là một trong những thuộc tính quan trọng được người tiêu dùng sử dụng để đánh giá chất lượng thực phẩm, có ý nghĩa tiên phong trong việc đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Đồ án chuyên ngành thực phẩm “Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn” bàn luận về các yếu tố công nghệ trong quá trình sản xuất đã ảnh hưởng như thế nào đến sản phẩm dạng bán rắn, đặc biệt về cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm dạng bán rắn. Chất lượng sản phẩm nói chung cũng như cấu trúc và vẻ bề ngoài nói riêng chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố công nghệ : nguyên liệu sử dụng, phương pháp và phương ti ện sản xuất… Trên cơ sở nguyên liệu và quy trình chế biến sản phẩm, nhà sản xuất sẽ điều khiển, kiểm soát các thông số công nghệ cụ thể, từ đó tạo ra được những sản phẩm có chất lượng như mong muốn, đáp ứng nhu cầu thị trường, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Bài báo cáo này đã được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Thanh Khương cùng các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, không chỉ trong lúc tìm kiếm tài liệu mà cả những khó khăn trong lúc dịch bài. Ngoài ra, xin chân thành cảm ơn các bạn trong lớp đã giúp đỡ rất nhiều trong việc tìm kiếm tài liệu. Trong quá trình thực hiện dù em đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong thầy cô hướng dẫn, sửa chữa để đồ án của em được hoàn thiện hơn. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 3 MỤC LỤC Lời mở đầu ................................ ................................ ................................ ................................ .2 Mục lục ................................ ................................ ................................ ................................ ......3 Danh mục hình................................ ................................ ................................ ...........................4 Danh mục bảng ................................ ................................ ................................ ..........................5 A. Tổng quan về sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ .6 I. Giới thiệu chung về thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ ...6 II. Một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn tr ên thị trường................................ ..............7 1. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng nhũ t ương ................................ .................7 2. Các sản phẩm dạng bán rắn có độ đặc ................................ ................................ ..11 3. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng có t ạo gel ................................ ................12 III. Đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngoài quan trọng của sản phẩm TP dạng bán rắn............. 14 1. Các đặc tính cấu trúc ................................ ................................ .............................15 2. Các yếu tố vẻ bề ngoài ................................ ................................ ..........................15 B. Tổng quan các yếu tố công nghệ ảnh h ưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ................................ ................................ ...................16 I. Nguyên liệu................................ ................................ ................................ ..................16 1. Chất béo ................................ ................................ ................................ ................16 2. Protein ................................ ................................ ................................ ...................17 3. Chất nhũ hóa ................................ ................................ ................................ .........18 4. Chất tạo đặc, tạo gel ................................ ................................ ..............................19 II. Các quá trình xử lý ................................ ................................ ................................ .....21 1. Phối trộn................................ ................................ ................................ ................21 2. Kết tinh chất béo ................................ ................................ ................................ ...22 3. Đồng hóa ................................ ................................ ................................ ...............24 4. Đông tụ casein ................................ ................................ ................................ ......24 C. Các yếu tố ảnh hưởng đén cấu trúc và vẻ bề ngoài của một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn................................ ................................ ................................ ................................ ......25 I. Yaourt ................................ ................................ ................................ ..........................25 1. Quy trình công nghệ ................................ ................................ .............................25 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoải của sản phẩm ........................26 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu sữa................................ ................................ ..............26 2.2 Điều kiện lên men ................................ ................................ .........................30 2.3 Xử lí sau lên men ................................ ................................ ..........................31 II. Mayonnaise ................................ ................................ ................................ ................32 1. Quy trình công nghệ ................................ ................................ .............................32 2. Các đặc điểm của sản phẩm ................................ ................................ ..................33 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và vẻ bề ngoải của sản phẩm ........................34 3.1 Nguyên liệu................................ ................................ ................................ ...34 3.2 Qui trình................................ ................................ ................................ ........36 Kết luận ................................ ................................ ................................ ................................ ....38 Tài liệu tham khảo ................................ ................................ ................................ ...................39 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1 : Bơ................................ ................................ ................................ ................................ .7 Hình 2 : Margarine ................................ ................................ ................................ .....................8 Hình 3 : Bơ đậu phộng ................................ ................................ ................................ ...............9 Hình 4 : Mayonnaise ................................ ................................ ................................ ..................9 Hình 5 : Shorterning................................ ................................ ................................ .................11 Hình 6 : Tương ớt ................................ ................................ ................................ ....................12 Hình 7 : Yaourt ................................ ................................ ................................ ........................12 Hình 8 : Mứt đông................................ ................................ ................................ ....................13 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 5 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Công thức của một số loại Margarine ................................ ................................ ..........9 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bơ đậu phộng lạt ................................ .................9 Bảng 3 : Các đặc tính cấu trúc của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn ................................ ...15 Bảng 4 : Một số chất nhũ hóa thông dụng trong công nghiệp thực phẩm ...............................19 Bảng 5 : Ảnh hưởng tỷ lệ lượng chất béo lỏng và chất béo rắn trong cream đến độ cứng của bơ thành phẩm................................ ................................ ................................ ..........23 Bảng 6 : Chế độ xử lý nhiệt – lạnh và lượng giống cấy cho quá tr ình lên men cream tương ứng với các chỉ số iod khác nhau của nguy ên liệu................................ ....................23 Bảng 7 : Ảnh hưởng của những phương pháp hiệu chỉnh khác nhau đến tính chấ t vật lý của yaourt ................................ ................................ ................................ ........28 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 6 A. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN I. Giới thiệu chung về thực phẩm dạng bán rắn Sản phẩm thực phẩm bao gồm nhiều thành phần kết hợp với nhau theo nhiều cách. Trong các trạng thái cơ bản của vật chất, 2 dạng : dạng rắn và dạng lỏng là mối quan tâm cơ bản trong nghiên cứu cấu trúc thực phẩm. Dạng rắn có khả năng giữ được kích thước, hình dạng xác định và chịu được lực có khuynh hướng làm biến dạng đến một giới hạn xác định. Ngược lại, dạng lỏng là những dạng vật chất không có khả năng chống lại áp lực trượt, chảy dễ dàng và thường mang hình dạng của vật chứa [5]. Nếu đem hình thái của thực phẩm xếp vào một miền liên tục thì dạng rắn và dạng lỏng có thể coi là hai đầu mút của miền này. Bên cạnh đó có những lúc chúng ta không thể xác định rõ ràng được một sản phẩm thuộc dạng rắn hay dạng lỏng, người tiêu dùng có thể sử dụng những thực phẩm này mà không cần nhai nhiều và gọi đó là dạng bán rắn (semi-solid hay semi-liquid) [6]. Theo Texture measurement of food (Amihud Kramer, Alina S. Szczesniak – 1973) , có nhiều thực phẩm không hoàn toàn là dạng lỏng cũng không hoàn toàn là dạng rắn, mà tồn tại ở trạng thái kết tụ khối hạt (aggregation) và thường được gọi là thực phẩm bán rắn, tức là trạng thái trung gian giữa dạng lỏng và dạng rắn. Elder và Smith (1969) liệt kê thạch tráng miệng (gelatin dessert), jelly, gum confection, bơ đậu phộng, pudding v.v… vào dạng sản phẩm này. Những sản phẩm như vậy có thể xem là dạng rắn mềm, tức là chúng không chảy thành dòng như chất lỏng nhưng thể hiện sự biến dạng tổng thể dưới áp lực vừa phải (ví dụ như trọng lực). Ranh giới giữa những sản phẩm dạng rắn và bán rắn là không rõ ràng, tùy thuộc vào cảm quan của người sử dụng. Cuối cùng, có một dạng là “thực phẩm hỗn hợp” – compound food được đưa ra bởi Mazt (1962). Trong trạng thái này bao gồm chủ yếu là phần lỏng, nhưng cũng chứa cả một lượng phần phi lỏng có thể nhận thấy được, ví dụ như soup, puree, sauces… Sherman (1971) chỉ ra rằng chúng có những “hệ phân tán” cốt yếu và giới hạn “thực phẩm hỗn hợp” là cách gọi chưa tương thích. Elder và Smith (1969) nh ấn mạnh rằng những nguyên lý lưu biến áp dụng cho tất cả những sự kết tụ thực phẩm phức tạp và khác nhau bởi lưu biến được định nghĩa rộng là “sự biến dạng và dòng chảy của vật chất”. Dù sao, những kết cấu phức tạp cũng làm tăng khó khăn trong việc liên hệ lý thuyết với quan sát thực nghiệm. Việc đánh giá hình thái phụ thuộc rất lớn vào “mouthfeel” của sản phẩm – “mouthfeel” là một khái niệm cảm quan xuất phát từ cảm nhận ở trong miệng và trên lưỡi sau khi đưa thức ăn vào miệng. Nó liên quan đến độ đặc, độ sệt, độ nhớt, sức căng bề mặt và những tính chất vật lí khác của sản phẩm. Một sự thay đổi trong cách thực phẩm di chuyển hoặc chảy trong miệng và cổ họng có ảnh hưởng lớn đến sự đánh giá cấu trúc sản phẩm, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 7 II. Một số sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn trên thị trường 1. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn ở dạng nhũ tương Nhũ tương là một hệ gồm hai chất lỏng không hòa tan nhưng được trộn lẫn với nhau. Khi đó, một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (được gọi là pha không liên tục, pha phân tán hoặc pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (được gọi là pha liên tục, pha không phân tán hoặc pha ngoại). Chất lượng chung của nhũ tương thực phẩm quyết định bởi sự kết hợp giữa tính chất hóa lý và thuộc tính cảm quan như cấu trúc, vẻ bề ngoài, mùi vị, thời hạn sử dụng. Tính lưu biến của hệ nhũ tương trong thực phẩm rất đa dạng, đó là kết quả của các cách sắp xếp thành phần khác nhau và điều kiện xử lý để tạo ra sản phẩm. Sự tạo thành các sản phẩm này với đặc trưng chất lượng phụ thuộc vào việc lựa chọn nguyên liệu thích hợp (như nước, dầu, chất nhũ hóa, chất tạo đặc, khoáng, chất mùi, chất màu…) và điều kiện xử lý (như phối trộn, đồng hóa, thanh trùng, tiệt trùng, kết tinh…). a. Bơ (butter) Bơ là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa. Hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm. Bơ là một hệ “nhũ tương” nước trong dầu, nước được phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong toàn bộ khối bơ mà ta không thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường. Bơ có mùi vị đặc trưng chất béo sữa, màu vàng đồng nhất trong toàn khối sản phẩm (màu vàng của bơ thay đổi từ màu vàng đậm cho đến gần như trắng, tùy thuộc vào nguyên liệu chất béo sữa sử dụng ban đầu hoặc các chất màu thêm vào trong quá trình ch ế biến). Bề mặt sản phẩm phải mịn, không được sần sùi; độ đặc đồng đều và dẻo, không được có cấu trúc rời rạc. Ở nhiệt độ lạnh bơ trở nên cứng, nhưng sẽ mềm đủ để phết được sau một thời gian để trong nhiệt độ phòng. Hình 1 : Bơ ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 8 b. Margarine Margarine là sản phẩm chiếm một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến dầu mỡ. Sự ra đời của nó trước đó nhằm để thay thế bơ thiên nhiên trong điều kiện chiến tranh. Về sau, do tính ưu việt của sản phẩm về giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị kinh tế nên công nghệ sản xuất margarine ngày càng phát triển mạnh mẽ ở tất cả các nước. Hơn nữa margarine còn được ưa chuộng bởi vì nó có hương vị đặc biệt. Cũng như bơ, magarine là một hệ “nhũ tương” gồm 80% dầu thực vật và 20% nước (tỷ lệ này thay đổi tùy theo từng vùng, từng quốc gia), nước được phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong khối chất béo đã qua quá trình kết tinh ở nhiệt độ nhất định. Margarine có chất lượng cảm quan tương đối giống bơ. Sản phẩm có vị đặc trưng, màu vàng đồng nhất trong toàn khối. Bề mặt và cấu trúc sản phẩm cũng yêu cầu phải đạt được các chỉ tiêu tương tự như sản phẩm bơ : bề mặt mịn, không sần sùi, độ đặc đồng đều, có độ dẻo nhất định. Hình 2 : Margarine ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 9 Bảng 1: Công thức của một số loại Margarine [10] Hàm lượng trong các sản phẩmThành phần 80% chất béo 60% chất béo 40% chất béo Pha dầu Chất béo Lecithin đậu nành Monoglyceride (IV tối đa 5) Monoglyceride (IV tối đa 60) Vitamin A palmitate β-carotene Hương tan trong dầu Pha nước Nước Gelatin (250 bloom) Bột whey Muối Natri benzoate Kali sorbate Axit lactic Hương tan trong nước 79.884 0.1 0.2 -- 0.001 0.015 16.1 -- 1.6 2.0 0.09 -- -- 0.01 59.584 0.1 0.3 -- 0.001 0.015 37.36 -- 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 5 0.01 39.384 0.1 -- 0.5 0.001 0.015 54.86 2.5 1.1 1.5 -- 0.13 Chỉnh pH= 4.8 0.01 c. Bơ đậu phộng Bơ đậu phộng là sản phẩm được chế biến từ hạt đậu phộng rang, có thể bổ sung hoặc không bổ sung thêm dầu vào. Bơ đậu phộng được sử dụng phổ biến trên thế giới, hương vị thơm và màu sắc đặc trưng, có độ mịn và mức độ trải phết cao, có thể sử dụng để phết lên bánh mì. Bơ đậu phộng là hệ nhũ tương nước trong dầu, đậu phộng sau khi rang đem nghiền rồi qua quá trình đồng hóa sẽ tạo nhũ tương bền, các hạt nước nhỏ mịn phân tán tốt trong dầu và không nhập lại với nhau thành những giọt lớn tách ra. Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g bơ đậu phộng lạt Thành phần Khối lượng (g/100g bơ đậu phộng) Carbohydrate 20g Tinh bột 4.8g Saccharose 9.2 Chất xơ 6g Lipid 50g Protein 25g Nước 1.8g ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 10 Hình 3 : Bơ đậu phộng d. Mayonnaise Mayonnaise được dùng như một loại gia vị cho một số món ăn như: sandwiches, salad, hoặc một số loại thức ăn khác chế biến từ thịt, cá, tôm, cua,… ở các nước Âu Mỹ. Sản phẩm này đã trở thành món ăn phổ biến và được phát triển mạnh dưới hình thức một ngành công nghiệp chế biến dầu mỡ. Ở nước ta từ trước đến nay cũng có sử dụng mayonnaise (nhưng không nhiều) dưới hình thức tự điều chế trong gia đình hoặc trong khách sạn. Mayonnaise là sản phẩm nhũ tương dầu trong nước. Trong đó, dầu thực vật là pha phân tán, dung dịch dấm là pha liên tục và lecithin (trong lòng đỏ trứng) là chất nhũ hóa. Ngoài ra có thể bổ sung thêm một số gia vị như mù tạt, muối… nhằm tăng hương vị cho sản phẩm. Hình 4 : Mayonnaise e. Shortening Shortening được chế biến từ dầu thực vật. Các loại dầu dùng để sản xuất shortening thường có chỉ số acid thấp để thuận tiện cho việc hydro hóa hoặc dầu đã được hydro hóa một phần để có độ rắn nhưng dẻo thích hợp và độ ổn định tốt. Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng dầu bông, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng và dầu dừa để sản xuất shortening. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 11 Shortening có màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, dẻo, nhiệt độ nóng chảy 40 ÷ 47oC. Shortening nóng chảy trong suốt, có màu vàng nhạt, không mùi, có vị đặc trưng của nguyên liệu. Shortening được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nhờ tác dụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vị và tăng khả năng bảo quản thức ăn. Shortening được dùng nhiều trong công nghệ sản xuất mì ăn liền, bánh kẹo,… Mặt khác, để tăng giá trị dinh dưỡng, đôi khi người ta còn dùng dầu lỏng chứa nhiều acid béo chưa no trộn với dầu đặc để có hỗn hợp vừa đảm bảo các yêu cầu trên vừa có giá trị phù hợp. Hình 5 : Shortening 2. Các sản phẩm dạng bán rắn có độ đặc  Tương sauce : tương ớt, tương cà… Tương là thứ nước chấm có dạng sệt, có thể dùng trực tiếp hoặc để chế biến, được làm từ một số nguyên liệu như cà chua, ớt và các loại gia vị như bột ngọt, đường, muối, giấm, tiêu… nhằm tạo hương vị chủ đạo cho sản phẩm. Ở quy mô công nghiệp, trong quá trình sản xuất các sản phẩm loại này người ta còn sử dụng thêm phụ gia tạo sệt (các loại bột, tinh bột, gum…), chất màu, chất bảo quản. Sản phẩm thường có pH khoảng 2,5÷3,5; độ ẩm khoảng 60 ÷ 70 %. Các phụ gia tạo sệt sử dụng nhằm tăng độ nhớt, chỉ tạo sệt chứ không được tạo gel, cũng không được tạo cấu trúc trong suốt, tạo ổn định và giữ được cấu trúc đặc trưng của sản phẩm. Nguyên liệu sau khi được xử lý sơ bộ (lựa chọn, rửa, tách bỏ những phần không có giá trị dinh dưỡng…) sẽ được đem đi chần, rồi tiến hành xay nhuyễn các loại nguyên liệu và phối trộn cùng với các loại gia vị, phụ gia tạo sệt, chất màu, chất bảo quản… Lúc này, phụ gia tạo sệt sẽ giúp cho huyền phù ổn định, không bị tách pha, không vón cục, sản phẩm sánh mịn… ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 12 Hình 6 : Tương ớt 3. Các sản phẩm thực phẩm bán rắn dạng có tạo gel a. Yaourt Sữa lên men yaourt là một sản phẩm rất phổ biến trên thế giới, được chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi vi khuẩn lactic. Quá trình lên men sẽ làm giảm pH về giá trị thích hợp casein đông tụ tạo mạng gel nhốt nước bên trong (casein trong sữa tồn tại dưới dạng micelle, có điểm đẳng điện pI = 4.6), tạo ra cấu trúc mềm dẻo của yaourt. Sau đó, tiến hành làm lạnh môi trường lên men để ổn định cấu trúc của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn, tạo mùi vị và cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Hình 7 : Yaourt b. Mứt đông : jam, jelly, marmalade Mứt đông (geleé) là sản phẩm được chế biến từ nước ép hay puree trái cây. Trong quá trình chế biến dòch quaû ñö ôïc coâ ñaëc ôû nhieät ñoä cao , sau đó tạo gel đông bằng cách phối trộn với pectin, agar, gelatin, alginate... (trên thực tế, người ta thường sử dụng kết hợp các phụ gia này để tạo ra cấu trúc gel mong muốn). Các phân tử polysaccharide này duỗi mạch, hình thành liên kết giữa các sợi tạo khung mạng, có khả năng giữ nước, tạo thành cấu trúc cho sản phẩm. Sản phẩm có cấu trúc gel mềm, độ đồng nhất cao, bề mặt đồng đều, độ trong tùy thuộc từng loại mứt đông. Sản phẩm phải có mùi vị tự nhiên đặc trưng của dịch quả ban đầu. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 13 Hình 8 : Mứt đông c. Phô mai (phô mai tuơi, phô mai nấu chảy) Phô mai mềm có độ ẩm rất cao. Các sản phẩm được sản xuất không qua giai đoạn ủ chín (phô mai tươi) đều thuộc nhóm phô mai mềm. Điểm đặc trưng của phô mai mềm không qua giai đoạn ủ chín là quá trình bảo quản được thực hiện ở nhiệt độ thấp và thời gian bảo quản ngắn. Sữa sau khi đã chuẩn hóa sẽ được thanh trùng rồi tiến hành lên men và đông tụ tạo khối đông (chứa casein, nước, chất béo và một số hợp chất khác). Phần khối đông này được đem phối trộn thêm với cream, các nguyên liệu phụ khác trong thiết bị khuấy trộn. Hỗn hợp được khuấy đảo mạnh để đạt được độ mịn và độ đồng nhất theo yêu cầu. Phô mai nấu chảy là loại sản phẩm được người ta sản xuất bằng cách sử dụng nhiệt độ cao để nấu chảy một hay nhiều loại loại phô mai khác nhau, có bổ sung thêm sữa và một số phụ gia thực phẩm khác. Sau khi làm đồng nhất hỗn hợp nguyên liệu, ta tiến hành đổ khuôn và làm nguội sẽ thu được phô mai nấu chảy. Phô mai nấu chảy chia làm hai nhóm : nhóm I có nồng độ chất khô tương đối cao, người tiêu dùng thường cắt thành miếng nhỏ để sử dụng; còn nhóm II có nồng độ chất khô thấp, người tiêu dùng sẽ phết lên bánh để sử dụng. Thông thường, phô mai nấu chảy có cấu trúc mềm hơn, độ ẩm cao hơn so với phô mai nguyên liệu ban đầu, hàm lượng chất béo không thấp hơn 40% tổng chất khô trong sản phẩm. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 14 III. Các đặc tính cấu trúc và vẻ bề ngoài quan trọng của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn Nhìn chung, hoạt động của con người được thực hiện qua 5 giác quan: th ị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác và thính giác, đ ặc biệt trong thực phẩm kể cả khi nóng, lạnh. Thực phẩm là tổ hợp của các thành phần hóa học, được sắp xếp từ những đơn vị nhỏ nhất. Sự đánh giá thực phẩm bởi các đặc tính cảm quan là kết quả của việc kích thích lên các giác quan bởi các tính chất vật lý của thực phẩm. Các tính chất cảm quan của thực phẩm nhìn chung bao gồm 3 yếu tố: vẻ bề ngoài, hương vị và cấu trúc. Tuy nhiên, cả 3 yếu tố không độc lập với nhau mà có quan hệ rất mật thiết. Ví dụ như yếu tố màu sắc là yếu tố quan trọng đặc trưng cho vẻ bề ngoài của sản phẩm nhưng nó còn ảnh hưởng đến hương vị, người tiêu dùng sẽ cho điểm cao về hương vị đối với những sản phẩm có màu đậm hơn là những sản phẩm có màu nhạt. Sự tác động qua lại giữa vẻ bề ngoài và hương vị được xem như là yếu tố “visual flavour”. Tương tự, đặc tính cấu trúc như độ dính có thể ảnh hưởng tới hương vị hoặc một vài hương vị như vị acid có thể ảnh hưởng tới cấu trúc thực phẩm. Điều đó có nghĩa là việc xác định hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngoài thì chúng ta có thể xem xét một hoặc hai yếu tố để đánh giá. Do đó tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế (the International Standards Organisation – ISO 1992) đã dẫn tới việc xác định các yếu tố hương vị, cấu trúc và vẻ bề ngoài như sau: + Vẻ bề ngoài: là đặc tính cảm quan được đánh giá bởi yếu tố thị giác. Ngoài ra còn có các yếu tố khác như khứu giác cũng góp phần đánh giá vẻ bề ngoài sản phẩm. + Hương vị: là tổ hợp của hương và vị. Các yếu tố như nóng, lạnh, hư hỏng, thị giác cũng có thể góp phần ảnh hưởng. + Cấu trúc: là đặc tính phần lớn được xác định bằng xúc giác và sự chuyển động của thực phẩm. Ngoài ra yếu tố cảm quan khác như thị giác và hương vị cũng có ảnh hưởng đáng kể. Những định nghĩa ở trên cho ta biết được một ít thông tin làm thế nào có thể đánh giá được chất lượng của các thuộc tính. Vẻ bề ngoài đôi khi bị nhầm lẫn vì thường vô hình chung chỉ đánh giá màu sắc, ngoài ra nó còn các đặc tính khác như hình dạng, trạng thái, độ đục, độ trong, … cũng có thể ảnh hưởng đến thị giác của người tiêu dùng. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 15 1. Các đặc tính cấu trúc Bảng 3 : Các đặc tính cấu trúc của sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn [8] Đặc tính Định nghĩa Độ nhớt – Viscosity Là thuộc tính cơ học liên quan đến trở lực dòng chảy. Nó tương ứng với lực cần cung cấp để kéo chất lỏng vào miệng hay phết thành một lớp ( độ đặc, độ sệt, độ quánh) Độ chắc – Firmness Là thuộc tính cấu trúc cơ học có liên quan đến lực cần sử dụng để nén sản phẩm (mềm – soft hay chắc – firm) Độ cố kết – Cohesiveness Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến khả năng giữ nguyên khối của sản phẩm (lỏng lẻo – loose hay dính kết – cohesive) Độ dính nhớt – Stickiness Là lượng sản phẩm dính trên môi hay trong vòm miệng khi tiếp xúc với sản phẩm (tr ơn – slippery hay dính – sticky) Độ bám dính – Adhesiveness Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến lực cần thiết để di chuyển sản phẩm bám trên vòm miệng hay trên bề mặt. Độ dầu – Oiliness/độ ẩm ướt – Moistness Lượng dầu/nước cảm nhận qua bề mặt ngoài của sản phẩm. Độ đàn hồi – Elastic recovery Là thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến tốc độ phục hồi biến dạng và mức độ vật liệu bị biến dạng quay trở lại điều kiện không bị biến dạng sau khi đ ã thôi tác dụng lực. Độ mịn – Smoothness Là thuộc tính cảm quan được đánh giá dựa trên cảm nhận sự có mặt hay không của các hạt rời rạc trong sản phẩm. Độ dính – Gumminess Thuộc tính cấu trúc cơ học liên quan đến độ cố kết của sản phẩm bán rắn. Trong miệng, nó liên quan đến sự cố gắng cần thiết để phân hủy sản phẩm về trạng thái nuốt. (Nguồn: ISO 11036:1994) 2. Các yếu tố vẻ bề ngoài - Hình khối : là hình dạng của khối sản phẩm khi người tiêu dùng sử dụng. - Màu sắc : là yếu tố quan trọng thể hiện cảm quan, cũng như chất lượng sản phẩm đó. Đôi khi màu sắc còn có thể giúp cho người quan sát đánh giá được về thành phần có trong sản phẩm. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 16 B. TỔNG QUAN CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC VÀ VẺ BỀ NGOÀI CỦA SẢN PHẨM THỰC PHẨM DẠNG BÁN RẮN I. Nguyên liệu Nguyên liệu ban đầu luôn là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình sản xuất thực phẩm, tác động trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Đó là yếu tố quyết định cho việc chọn phương pháp xử lý để xây dựng quy trình sản xuất, sau đó lại ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn thông số công nghệ tối ưu cho quy trình. Thành phần hóa học, hình dạng, kích thước, khối lượng nguyên liệu đem đi sản xuất… đều là những nguyên nhân có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Thành phần và hàm lượng các polyme sinh học như protein, polysaccharic, chất béo làm tăng độ nhớt, độ bền của mạng lưới, ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và vẻ bề ngoài của thực phẩm bán rắn. Sự hiểu biết về tính chất của các polyme này giúp ta tạo ra được sản phẩm cấu trúc, cảm quan như mong muốn. Ví dụ, độ nhớt phụ thuộc trước hết vào thành phần của các chất có trong nguyên liệu ban đầu cũng như trong sản phẩm cuối cùng, chủ yếu là phụ thuộc chất béo, protein và một số hợp chất cao phân tử. 1. Chất béo - Chất béo trong nguyên liệu ban đầu có thành phần chính là hỗn hợp các triglyceride, ngoài ra còn có acid béo tự do, monoglyceride, diglyceride, phospholid, vitamin tan trong dầu… Hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của sản phẩm thực phẩm bán rắn nói chung, đặc biệt là sản phẩm nhũ tương. - Một số ảnh hưởng của chất béo đến cấu trúc và vẻ bề ngoài sản phẩm nhũ tương : + Nhiệt độ nóng chảy là tính chất ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc của sản phẩm nhũ tương, nếu chất béo trong hệ là các triglyceride có nhiệt độ nóng chảy cao thì cấu trúc sẽ cứng hơn, khó phết hơn. Các yếu tố quyết định trạng thái lỏng rắn của chất béo : độ dài mạch C, độ bão hòa (số liên kết không no), tỷ lệ giữa các loại acid béo; từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nóng chảy của triglyceride. Ngoài ra, cấu hình nối đôi (cis/trans), cấu trúc tinh thể , β, β’, vị trí của các liên kết đôi cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của triglyceride. Triglyceride không có điểm nóng chảy rõ ràng, thường là một khoảng nóng chảy. + Chỉ số Iod (IV) : là số g I2 bão hòa hết số liên kết đôi trong 100g chất béo. IV dùng để đánh giá mức độ không no của chất béo, xác định mức độ bão hòa hay không bão hòa của các acid béo. Đây là một chỉ tiêu quan trọng khi chọn nguồn nguyên liệu cho sản xuất. Chẳng hạn trong sản xuất bơ, nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42) bơ sẽ có cấu trúc rất mềm, ngược lại nếu chỉ số này quá thấp sẽ làm cho cấu trúc cứng và khó phết lên bánh. Vì vậy tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà yêu cầu đối với nguồn nguyên liệu ban đầu sẽ khác nhau, đồng thời nhà sản xuất sẽ thay đổi các thông số công nghệ thích hợp để chất lượng sản phẩm ổn định. Cấu trúc tinh thể chất béo ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ nóng chảy, do đó tác động đến cấu trúc cuối cùng của sản phẩm. Tinh thể chất béo có 3 dạng : , β, β’ ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 17  là tinh thể ít bền nhất, có độ nóng chảy thấp nhất. β là tinh thể có độ bền trung bình, nhiệt độ nóng chảy cao hơn , dài từ 5÷7 μm. β’ là tinh thể có độ bền cao nhất trong 3 loại, nhiệt độ nóng chảy cũng cao nhất, dài 20 ÷ 30 μm. + Một trong những tính chất quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn. Chất béo trong nguyên liệu thường ở dạng hỗn hợp, khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm tỷ lệ pha rắn (solid fat content – SFC), tức phần trăm pha rắn (tinh thể) trong chất béo ở nhiệt độ đó thay đổi. Thông thường xét trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ thân nhiệt. Tỷ lệ pha rắn sẽ quyết định trạng thái vật lý của chất béo : rắn, mềm dẻo, lỏng; từ đó ảnh hưởng đến tính chất công nghệ và tính chất cảm quan của sản phẩm. Nếu như hàm lượng tinh thể béo quá cao thì sản phẩm sẽ rất cứng và khó phết, nhưng nếu sản phẩm có quá ít tinh thể thì rất mềm và dễ bị mất cấu trúc. + Tính hòa tan trong nước Đa số triglyceride không tan trong nư ớc, nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực (chloroform, ether ethylic, benzen…). Khi cho chất tạo nhũ, triglyceride tạo nhũ tương với nước. + Ngoài ra, chất béo còn là dung môi hòa tan các ch ất màu, tạo nên màu sắc đặc trưng cho sản phẩm thực phẩm nhũ tương. 2. Protein - Protein là những polymer sinh học được cấu tạo từ các L-acid amin, thường xoắn lại thành cấu trúc không gian ba chiều (cấu trúc bậc 3, 4) tạo nên tính chất đặc trưng của protein, thông thường nếu mất cấu trúc này protein sẽ bị mất hoạt tính sinh học. Protein có điểm đẳng điện pI phụ thuộc vào tính điện ly của các acid amin thành phần. Tính chất công nghệ của protein có vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản và chế biến. + Protein có khả năng thay đổi cấu trúc không gian dưới tác động của môi trường (nhiệt độ, pH, cơ học, muối kim loại…), dẫn đến sự thay đổi các tính chất ban đầu của protein. Sau quá trình biến đổi đó, độ hòa tan protein giảm, khả năng hydrat hóa giảm, dễ bị thủy phân hơn, độ nhớt dung dịch tăng. + Khi có các điều kiện phù hợp như gia nhiệt rồi hạ nhiệt, acid hóa rồi kiềm hóa nhẹ…, protein sẽ có khả năng tạo gel. Khi đó, protein sẽ biến tính duỗi mạch, tạo ra các nút mạng, có khả năng giữ nước bằng các liên kết khác nhau (liên kết hydro, tĩnh điện, kỵ nước…) - Trong các nguồn nguyên liệu chứa protein được đem đi chế biến thành sản phẩm thực phẩm dạng bán rắn, protein sữa là nguyên liệu có cấu trúc rất đặc biệt. Protein trong sữa phần lớn là casein (75 ÷ 85%), ngoài ra còn có các protein hòa tan (15 ÷ 25%). Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa, chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate). Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp thành. Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm bao gồm khoảng 10 ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 18 phân tử casein kết hợp lại với nhau. Thành phần các casein s, β, và κ trong tiểu micelle có thể thay đổi theo những tý lệ khác nhau. Các phân tử s và β-casein nằm tập trung tại tâm điểm micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ -casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle. Phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với s và β-casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle. Mỗi micelle có phân tử lượng trung bình 250.000Da. Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calci Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng ion Ca2+ có trong sữa và dao động trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 μm. Các tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng κ-casein khá cao. Do sự bố trí các đầu ưa nước của κ-casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân t ử κ-casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc micelle trong sữa. Nếu tách κ-casein ra khỏi micelle hoặc lấy đi phân ưa nước của nó, cấu trúc micelle trở nên không ổn định. Trong trường hợp này nếu như có mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽ liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein. Ở nhiệt độ thấp, các mạch β-casein bị phân ly từ từ và hydroxy-phosphate calci bị tách khỏi cấu trúc micelle. Đó là do β-casein có các gốc ưa béo và sự tương tác giữa các gốc ưa béo thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm. 3. Chất nhũ hóa (emulsifing agents) - Chất nhũ hóa có chức năng : Làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha trong hệ nhũ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán, đồng thời làm cho chúng không thể kết hợp với nhau để tạo nên các hạt phân tán mới có thể tích lớn hơn. Nếu giá trị sức căng bề mặt trong hỗn hợp nước và dầu càng lớn thì càng khó tạo ra hệ nhũ tương bền. Chất nhũ hóa giúp cho cấu trúc của hệ nhũ tương bền vững, tránh được hiện tượng pha phân tán và pha liên tục phân tách thành 2 lớp riêng biệt. Trong công thức phân tử của nhiều chất nhũ hóa thường chứa hai nhóm : phân cực và không phân cực. Trong hệ nhũ tương, các chất nhũ hóa được phân bố tại vị trí bề mặt tiếp xúc giữa hai pha: đầu phân cực (ưa nước) sẽ nằm trong pha nước/hướng về pha nước và đầu không phân cực (không ưa nước) sẽ nằm trong pha dầu/hướng về pha dầu. Với cách phân bố như trên, các phân tử chất nhũ hóa sẽ hình thành nên một lớp màng bảo vệ quanh các hạt phân tán giúp cho hệ nhũ tương được bền vững theo thời gian. Đồng thời chất nhũ hóa cũng là cầu nối giúp tăng khả năng liên kết giữa các thành phần trong hệ nhũ tương, tạo độ đồng nhất và làm tăng lực liên kết bên trong hệ, do đó tăng độ nhớt của sản phẩm. - Các chất nhũ hóa có thể chia thành hai nhóm chính : + Chất nhũ hóa có nguồn gốc thiên nhiên : một số protein thực động vật, phospholipid, sterol… + Chất nhũ hóa tổng hợp : ester của glycerol, propylen, glycol, ester gi ữa sorbitan và các acid béo, cellulose ether, carboxymethyl cellulose (CMC)… ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 19 Ngoài ra, một số chất rắn dạng hạt mịn nh ư bentonite, carbon black… cũng có chức năng ổn định hệ nhũ tương. - Người ta có thể phân loại các chất nhũ hóa dựa vào giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo của chúng (hydrophile – lipophile balance value). Đó là t ỷ số giữa phần trăm khối lượng các nhóm ưa nước và phần trăm khối lượng các nhóm kỵ nước trong phân tử chất nhũ hóa. Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo của các chất nhũ hóa được xác định bằng phương pháp thực nghiệm và nó thường dao động trong khoảng từ 1 ÷ 20. Nếu chất nhũ hóa có giá trị cân bằng ưa nước - ưa béo từ 3 ÷ 6, chúng được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương nước trong dầu (w/o). Ngược lại, nếu giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo từ 8 ÷ 18, chất tạo nhũ sẽ thích hợp để ổn định các hệ nhũ tương dầu trong nước. (o/w). Bảng 4 : Một số chất nhũ hóa thông dụng trong công nghiệp thực phẩm [3] STT Tên chất nhũ hóa Giá trị cân bằng ưa nước – ưa béo 1 Phospholipid (ví dụ: lecithin) 18 ÷ 20 2 Sodium oleat, potassium oleat 3 Protein (ví dụ: gelatin, albumin…) 4 Sodium stearyl-2-lactylate 5 Glycerol monostearate 2,8 6 Polyglycerol ester 7 Polyoxyethylen sorbitol và các acid béo 8 Ester giữa propylen glycol và acid béo 3,4 9 Ester giữa sorbitol và các acid béo 4,7 10 Alginate 11 Cacboxymethylcellulose 12 Carragennan 13 Guar 14 Gum arabic 15 Methyl cellulose 10,5 16 Pectin 17 Tragacanth 11,9 18 Xanthan Trong công nghiệp thực phẩm, chất nhũ hóa được xem là một phụ gia. Các quy định hiện nay về danh mục phụ gia thực phẩm và liều lượng sử dụng thay đổi tùy thuộc vào tình hình mỗi nước. Yêu cầu chung về các chất nhũ hóa trong chế biến là phải không độc hại đối với sức khỏe người tiêu dùng, không màu, không mùi, không v ị và ít bị biến đổi trong các quá trình xử lý, chế biến và bảo quản. 4. Chất tạo đặc, tạo gel - Hydrocolloid là những polymer sinh học (polysaccharide và protein) tan trong nước hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 20 tạo gel từ hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương… Đó là những chất thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm. 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. - Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợi dựa trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết Hydro. Polysaccharide là polymer từ các monosaccharide, mỗi monosaccharide có một số điểm có khả năng tạo liên kết với Hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc monosaccharide có thể kết hợp với một phân tử nước và vì vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat hóa. Do đó các phân t ử polysaccharide có thể tan được và phân tán đều trong nuớc. Chúng đóng vai trò tạo độ kết dính, tạo đặc, tăng độ nhớt và tạo gel. Khi phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành mạng liên kết. Khả năng tạo gel hay tạo đặc phụ thuộc vào liên kết giữa các phân tử. - Phụ gia tạo gel : + Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử : Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền. Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định.  Cấu trúc các phân tử : Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng ch ỉ tạo cho dung dịch có độ nhớt và độ ổn định. Nhưng phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.  Điện tích phân tử : đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết. + Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch. + Một số phụ gia tạo gel :  Gel thuận nghịch về nhiệt Agar : Gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Kappa carrageenan : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của những muối Kali. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn.Ion K+ liên kết các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 21 Iota carrageenan : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Low methoxyl pectin (LMP) : Gel được tạo thành khi có các ion kim loại hóa trị 2, chủ yếu là calci ở pH thấp. Các phân tử tạo liên kết chéo thông qua các ion. pH th ấp làm giảm lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tử. Gellan gum : Gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp. Các ion có tác dụng tạo liện kết chéo giữa các chuỗi. Low acyl gellan gel thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối thấp nhưng không thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối cao hơn(100mM) đặc biệt khi có mặt các cation hóa trị 2 Xanthan gum và locust bean gum : Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Đối với locust bean gum những vùng thiếu galactose sẽ tạo tạo nên sự tổ hợp. Các chuỗi Xanthan tổ hợp sau khi chuyển cấu trúc cuộn-xoắn.  Gel không thuận nghịch về nhiệt : Alginate : Gel tạo thành khi có thêm các cation ch ủ yếu là Ca2+ hay ở pH thấp. Các phân tử liên kết chéo với nhau bằng các ion. High methoxyl pectin (HMP) : Gel tạo thành khi có hàm lượng chất khô cao(>50% đường) ở pH thấp 3,5. Hàm lượng đường cao và pH thấp làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử. Sự tổ hợp của các chuỗi còn được tăng cường bằng sự giảm hoạt tính nước. Locust bean gum : Gel tạo thành sau khi đông lạnh dung dịch. - Phụ gia tạo đặc Tất cả các polysaccharide tan được trong nước đều tạo thành dung dịch nhớt, tạo độ đặc do kích thước phân tử lớn. Gum arabic tạo dung dịch có độ nhớt min, guar gum tạo dung dịch có độ nhớt max. Độ nhớt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và điện tích phân tử. + Một số phụ gia tạo đặc :  Xanthan gum : Độ nhớt rất cao, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly, ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao.  Galactomannans (guar and locust bean gum) Đ ộ nhớt rất cao. Không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly nhưng có thể mất độ nhớt ở pH cao hay thấp hay ở nhiệt độ cao.  Carboxymethyl cellulose : Độ nhớt cao nhưng bị giảm khi có chất điện ly và pH thấp.  Methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose : Độ nhớt tăng khi nhiệt độ tăng không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly hoặc pH. II. Các quá trình xử lý 1. Phối trộn (phối chế và đảo trộn) - Đa số sản phẩm thực phẩm nói chung, cũng như thực phẩm dạng bán rắn nói riêng không phải chế biến từ một loại nguyên liệu mà gồm nhiều loại khác nhau. Để tạo được sản ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 22 phẩm có đặc trưng cấu trúc, đặc tính và chức năng như mong muốn thì tỷ lệ giữa các thành phần đem đi phối trộn cần được tính toán phù hợp. Nếu thay đổi thành phần nguyên liệu, cấu trúc và vẻ bề ngoài của sản phẩm đều rất dễ bị thay đổi theo. Phối chế là quá trình phối trộn giữa 2 hay nhiều thành phần khác nhau để thu được một hỗn hợp sản phẩm đáp ứng yêu cầu đã định. Còn đảo trộn là quá trình cơ học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau. Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất nguyên liệu, mỗi loại nguyên liệu sẽ tương ứng với một giá trị nhất định tùy thuộc thành phần. Khi tiếp xúc với nhau, các thành phần nguyên liệu đem phối chế trong chế biến thực phẩm có thể dễ dàng hòa tan trong nhau tạo thành một hỗn hợp đồng nhất dưới dạng dung dịch cùng pha. Trong quá trình đảo trộn, dưới tác dụng cơ học của cánh khuấy, các cấu tử trong hỗn hợp tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng khả năng liên kết giữa chúng, do đó độ đồng nhất của sản phẩm càng cao. - Thứ tự phối trộn cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các sản phẩm. Nó sẽ ảnh hưởng trước hết đến sự hình thành liên kết giữa các thành phần nguyên liệu, tạo nên cấu trúc, màu sắc, mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. - Tốc độ khuấy đảo ảnh hưởng đến quá trình hình thành liên kết hay tăng trưởng các tinh thể chất béo. Để chọn giá trị thích hợp cho quá trình, người ta dựa vào hàm lượng các chất có trong nguyên liệu ban đầu. Nếu chế độ khuấy trộn không thích hợp, sản phẩm sẽ không hình thành được chất lượng như mong muốn. Chẳng hạn khi chế biến mayonnaise, nếu các thành phần nguyên liệu ban đầu không được tiến hành khuấy trộn thì hệ nhũ tương đồng nhất không thể nào tạo thành, và nếu khuấy trộn với tốc độ không phù hợp, sản phẩm cũng không thể đạt được độ sệt đặc trưng, ổn định. 2. Kết tinh chất béo - Một tính năng quan trọng của chất béo là khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, hay là sự kết tinh chất béo. Do nguyên liệu thường chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau. Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt và tốc độ khuấy đảo. Bằng cách điều chỉnh các thông số đó, nhà sản xuất sẽ kiểm soát được sự hình thành và tăng trưởng các tinh thể, tạo ra được tinh thể có kích thước, hình dạng tinh thể thích hợp với cấu trúc sản phẩm mong muốn. Thông thường, người ta dựa vào chỉ số iod của chất béo nguyên liệu để chọn chế độ xử lý nhiệt – lạnh tối ưu. Khi đó, sản phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm. - Khi các quá trình xử lý tiến hành ở nhiệt độ cao khoảng 90 ÷ 95oC, tất cả các hạt cầu béo đều ở trạng thái lỏng. Khi làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống 40oC, một số phân tử chất béo bắt đầu kết tinh. + Nếu ta làm nguội nguyên liệu chứa chất béo xuống nhiệt độ thấp hơn với tốc độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng các tinh thể béo sẽ lần lượt xuất hiện với độ tinh khiết cao. + Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo sẽ diễn ra nhanh. Tuy nhiên, trong trường hợp này, một số tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh khiết cao và được ĐAMH Công Nghệ Thực Phẩm GVHD : Th.S Nguyễn Thanh Khương SVTH : Võ Thị Hoàng Trâm Trang 23 gọi là “tinh thể hỗn hợp” (mixed crytals). Đó là do các phân t ử triglyceride có điểm nóng chảy thấp bị nhốt trong các tinh thể triglyceride có điểm nóng chảy cao. Khi đó tỷ lệ giữa khối lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong nguyên liệu chứa chất béo sẽ giảm và sản phẩm như bơ, margarine… sẽ có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh khi sử dụng. Để khắc phục hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ nguyên liệu chứa chất béo