Đề tài Sản xuất bơ có hàm lượng chất béo thấp

Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 1 SẢN XUẤT BƠ CÓ HÀM LƢỢNG BÉO THẤP Giới thiệu chung Cách đây 4000 năm, bơ đã trở thành một nguồn thực phẩm quan trọng. Câu chuyện bắt đầu vào một ngày nóng khi một người Nomad buộc một túi sữa lên cổ con ngựa anh ta và sau đó anh ta thấy rằng sức nóng và sự lắc lư đảo khuấy đã tạo nên một sản phẩm màu vàng rất ngon. Trước đây rất nhiều năm, việc sản xuất bơ chỉ ở hộ gia đình là cream được đảo trong một thùng chứa để hình thành những khối bơ . Khi đó, thùng đánh bơ có thể làm từ da hoặc bằng đất nung dùng để khuấy trộn mạnh để tách béo, que đánh bơ là một thanh gỗ. Đến nay trong kỹ thuật hiện đại người ta sử dụng thùng đánh bơ bằng thép không gỉ. Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 2 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 3 I. Bơ Bảng 1: Thành phần bơ Nutrients/100g USDA Salted USDA Unsalted USDA Salted, Whipped Energy, kcal 717 717 717 Water, g 15.87 17.94 15.87 Protein, g 0.85 0.85 0.85 Total Lipids, g 81.11 81.11 81.11 Saturated Fat, g 51.37 51.37 50.49 Monounsaturated Fat, g 21.02 21.02 23.43 Polyunsaturated Fat, g 3.04 3.04 3.01 Trans Fat, g 2.98 2.98 2.9 Cholesterol, mg 215 215 219 Total Carbohydrates, g 0.06 0.06 0.06 Ash, g 2.11 0.04 2.11 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 4 Vitamins Vitamin A, IU 2499 2499 2499 Vitamin E (alpha- tocopherol), mg 2.32 2.32 2.32 Folate, ug 3 3 3 Niacin, mg 0.04 0.04 0.04 Riboflavin, mg 0.034 0.03 0.03 Thiamin, mg 0.005 0.005 0.005 Vitamin B6, mg 0.003 0.003 0.003 Vitamin D, IU 56 56 56 Pantothenic acid, mg 0.11 0.11 0.11 Vitamin B12, ug 0.17 0.17 0.13 Vitamin K, ug 7 7 7 Minerals Calcium, mg 24 24 24 Iron, mg 0.02 0.02 0.16 Magnesium, mg 2 2 2 Phosphorous, mg 24 24 23 Potassium, mg 24 24 26 Sodium, mg 576 11 827 Zinc, mg 0.09 0.09 0.05 Selenium, ug 1 1 1 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 5 II. Nƣớc Bảng 2: Chỉ tiêu chất lƣợng của nƣớc năm 1993 Element/ substance Symbol/ formula Normally found in fresh water/surface water/ground water Health based guideline by the WHO Aluminium Al 0,2 mg/l Ammonia NH4 < 0,2 mg/l (up to 0,3 mg/l in anaerobic waters) No guideline Antimony Sb < 4 μg/l 0.005 mg/l Arsenic As 0,01 mg/l Asbestos No guideline Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 6 Barium Ba 0,3 mg/l Berillium Be < 1 μg/l No guideline Boron B < 1 mg/l 0,3 mg/l Cadmium Cd < 1 μg/l 0,003 mg/l Chloride Cl 250 mg/l Chromium Cr +3 , Cr +6 < 2 μg/l 0,05 mg/l Colour Not mentioned Copper Cu 2 mg/l Cyanide CN - 0,07 mg/l Dissolved oxygen O2 No guideline Fluoride F < 1,5 mg/l (up to 10) 1,5 mg/l Hardness mg/l CaCO3 No guideline Hydrogen sulfide H2S No guideline Iron Fe 0,5 - 50 mg/l No guideline Lead Pb 0,01 mg/l Manganese Mn 0,5 mg/l Mercury Hg < 0,5 μg/l 0,001 mg/l Molybdenum Mb < 0,01 mg/l 0,07 mg/l Nickel Ni < 0,02 mg/l 0,02 mg/l Nitrate and nitrite NO3, NO2 50 mg/l total nitrogen Turbidity Not mentioned pH No guideline Selenium Se < < 0,01 mg/l 0,01 mg/l Silver Ag 5 – 50 μg/l No guideline Sodium Na < 20 mg/l 200 mg/l Sulfate SO4 500 mg/l Inorganic tin Sn No guideline TDS No guideline Uranium U 1,4 mg/l Zinc Zn 3 mg/l Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 7 - Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu , không mùi, không vị - Chỉ tiêu hóa lý: Độ cứng tổng: max 2mg đương lượng/l Chất khô: max 850 mg/l - Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi khuẩn hiếu khí : max 75cfu/ml Không có vi sinh vật gây bệnh III. Dung dịch acid lactic: Acid lactic: - Dùng như chất bảo quản và chất tạo mùi vị - Ức chế bacillus coagulans trong dịch cà chua mạnh hơn 4 lần các loại axit hữu cơ khác - CTCT: CH3-CHOH-COOH - Tính chất vật lý: Nhiệt độ nóng chảy 25-26o C ,với hợp chất raxemic thì nhiệt độ nóng chảy là 18o C Có pK =3,86 Tan tốt trong nước ,alcol, glycerin, ete, không tan trong chloroform, ete dầu hoả… Dung dịch acid lactic: - Gồm 2-5% acid lactic tự nhiên, khoảng 95-98% nước - pH = 5.3-6.2 , được cho vào trộn đầu tiên Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 8 IV. Dung dịch whey protein: Whey protein là một protein hoàn hảo với chất lượng rất cao, nó chứa một lượng lớn tất cả các acid amin không thay thế, do đó nó thường được xem là “tiêu chuẩn vàng” (gold standard) trong việc đánh giá chất lượng của protein. Whey protein có trong sữa. Sữa có 2 dạng protein là casein và whey protein. Whey protein tự nhiên có dạng hình cầu, khả năng hòa tan cao hơn casein và có chất lượng cao hơn. Thành phần protein trong sữa bò: casein chiếm 80% và whey protein chiếm 20%. Bảng 3: Thành phần cấu tạo của whey Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 9 V. Nguyên liệu phụ:  Chất màu: Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides quyết định. Thông thường, vào mùa đông hàm lượng các hợp chất trên trong sữa thấp hơn mùa hè nên bơ thành phẩm có màu nhạt hơn. Người ta cho phép sử dụng một số chất màu thực phẩm trong sản xuất bơ. Ví dụ như ở Pháp, các chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau đây được phép sử dụng: Curcumine (E100) Cochenille (E120) Chlorophylle(E140) Carbomedicinalis vegetalis (E153) Anthocyane (E160) Lactoflavin (E101) Indigotine (E132) Caramel (E150) Carotenoides (E160)  Muối NaCl: yêu cầu độ tinh sạch không thấp hơn 99,7%.  Chất chống oxy hóa: phổ biến nhất là gallat propyle, gallate octyl, gallate dodecyl, butyl hydroxy anisol (BHA) hoặc butyl hydroxy toluen (BHT). Hàm lượng sử dụng thường không quá 0,01%.  Chất nhũ hóa: Chất tạo nhũ monoglycerides có chỉ số iod 60 - 70 (E 471) PALSGAARD® 0291 Những chất béo đặc biệt kết tinh nhanh chống trong tinh thể beta-prime PALSGAARD® 6111 PGPR (Polyglycerol polyricinoleate, E 476) PALSGAARD® 4110 Chất nhũ hóa PGPR (PALSGAARD® 4110) giữ hệ nhũ tương ổn định. Monoglyceride (PALSGAARD® 0291) giảm sức căng bề mặt phân giới giữa nước và chất béo, do đó đảm bảo phân phối những giọt lỏng trong hệ nhũ tương và trong các sản phẩm tiêu dùng. Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 10 Lecithin: - Lecithin là chất không thể thiếu đối với màng tế bào, được chuyển hóa hoàn toàn và hầu như không gây độc cho con người. Các chất nhũ hóa khác chỉ có thể được thải ra ngoài qua thận. - Lecithin được dùng phổ biến cho những sản phẩm cần chất nhũ hóa(hay chất bôi trơn), từ dược phẩm cho đến chất hoạt động bề mặt. - Lecithin trong công nghiệp sản xuất thực phẩm là hỗn hợp của nhiều loại phospholipid, được chiết suất từ các loại hạt có dầu, thành phần cấu tạo phụ thuộc vào nguồn gốc của lecithin. - Phospholipid chính trong lecithin của đậu nành và hạt hướng dương là phoaphatidylcholine (PC), phosphatidyl inositol (PI), phosphatidyl ethanolamine (PE) và phosphotidic acids (PA).  Các gia vị khác: Để đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thị trường, nhà sản xuất có thể sử dụng một số gia vị khác. Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc vào thị hiếu người tiêu dùng và quy định của mỗi nước. Ví dụ như ở Pháp, người ta cho phép sử dụng những gia vị như tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh hương… trong sản xuất bơ. Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 11 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 12 Bơ Đánh bơ Đánh bơ Bao gói Trộn lần 2 Trộn lần 1 Bài khí Bơ ít béo Nƣớc Phụ gia Whey protein A. lactic Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 13 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 14 I. Gia nhiệt -Đánh bơ: là quá trình nâng nhiệt và cắt bơ thành những khối nhỏ đồng thời trộn thêm 1 ít nước. 1. Mục đích công nghệ: - Làm cho khối bơ mềm thuận lợi cho quá trình đánh bơ - Chuẩn bị cho quá trình bài khí - Giảm khó khăn khi bán thành phẩm được vận chuyển trong hệ thống. 2. Biến đổi: - Vật lý: thay đổi kích thước - Hóa lý: có sự tách pha 3. Thông số công nghệ: gia nhiệt lên 15-250 C , vận tốc quay 75-80 rpm II. Bài khí: 1. Mục đích công nghệ: giảm hàm lượng khí 2. Biến đổi: - Vật lý: hàm lượng khí giảm - Hóa học: hạn chế các phản ứng oxy hóa 3. Thông số công nghệ: áp suất 0,5-0,7at; giảm hàm lượng khí xuống dưới 1% 4. Thiết bị: sử dụng bơm chân không để hút. Hình 1 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 15 III. Phối trộn: Trộn axit lactic: 1. Mục đích công nghệ: duy trì pH cho bán thành phẩm và thành phẩm 2. Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ tăng nhẹ do có sự ma sát với thiết bị - Hóa học: thành phần thay đổi, pH thay đổi 3. Thông số công nghệ: - Để tạo sản phẩm bơ 30-60 (50)% béo cần 3.7% dung dịch axit lactic 4. Thiết bị: Hình 2 Chú thích: 1;1’: đầu vào của nguyên liệu 2; 2’: máy trục vít dùng để vận chuyển 3: bơm 4: buồng chân không 5: ống dẫn 6: bộ kiểm tra hàm lượng nước thêm vào 7: ống dẫn dung dịch axit lactic Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 16 Nguyên tắc hoạt động: Bơ và phụ gia được cho vào ở đầu vào 1, 1’, sau đó nước sẽ được đi vào thông qua ống dẫn 5 , hỗn hợp sẽ được trộn nhờ trục vít 2’ và được đẩy qua dĩa có nhiều lỗ nhỏ trước khi vào buồng chân không 4. Sau quá trình bài khí ở buồng 4 hỗn hợp đi vào thiết bị trộn trục vít 2 đồng thời bổ sung dung dịch axit lactic thông qua ống dẫn 7. Hỗn hợp sau đó được bơm 3 vận chuyển đi tiếp tục phối trộn với whey protein. Trộn whey protein: 1. Mục đích công nghệ: chế biến, hoàn thiện do làm ổn định hệ nhũ tương 2. Biến đổi: - Hóa lý: làm bền hệ nhũ tương nước trong dầu - Vật lý: nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát với thiết bị 3. Thông số công nghệ: - Để tạo bơ 30-60% (50%) cần 37% dung dịch sodium caseinate, nhiệt độ làm việc: 15-200C. 4. Thiết bị: Máy trộn gồm có trục, cánh trộn, ổ đỡ và bộ phận truyển động đai hình thang. Nhiệm vụ của máy trộn là từ bột khô được bổ sung hơi nước vào rồi đảo và làm mềm, khiến cho nguyên liệu hấp thụ đầy đủ lượng nhiệt. Máy trộn kiểu cánh có loại 1 cấp , 2 cấp và nhiều cấp. Nhưng máy trộn kiểu cánh 1 cấp là loại máy trộn hiện tại được sử dụng rộng rãi nhất.Vòng quanh trục chính của máy trộn nói chung chia làm 2 cấp 125 v/ph gọi là tốc độ thấp, từ 125÷500v/ph gọi là tốc độ cao. Thông thường máy trộn 1 cấp có vòng quay 300÷375v/ph và thời gian trộn 10 ÷ 15 giây. Còn với máy trộn nhiều cấp thì thời gian trộn dài hơn. Trục cánh trộn và vỏ máy đều chế tạo bằng thép không rỉ (xem hình 3) Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 17 Hình 3: Cấu tạo của máy trộn 1: Ổ đỡ 2: Bích 3: Buồng trộn 4: Trục trộn 5: Nắp đậy 6: Trục ra của máy giảm tốc 7: Động cơ điện với hộp giảm tốc IV. Bao gói: 1. Mục đích công nghệ: hoàn thiện 2. Biến dổi: không biến đổi đáng kể 3. Thông số công nghệ: - Quá trình bao gói sản phẩm được thực hiện trên hệ thống thiết bị làm việc tự động. Bơ thường được tạo hình dạng khối chữ nhật có khối lượng 200g đến 500g. - Loại bao bì thích hợp nhất là giấy nhôm hoặc plastic do chúng ngăn cản được ánh sáng, ẩm và hạn chế tối đa sự tổn thất các cấu tử hương. Sản phẩm bơ bao gói trong giấy nhôm hoặc plastic tiếp tục được xếp trong thùng carton rồi đem bảo quản trong kho lạnh. Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 18 4. Thiết bị: Hình 4: Thiết bị đóng gói bơ Hình 5: Thiết bị rót bơ Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 19 Hình 6: Thiết bị đóng gói thùng carton loại 5-25kg bơ Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 20 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 21 Hình 7: dây chuyền thiết bị Chú thích: 1-hệ thống; 2,2’-đầu vào; 3-đầu ra; 4-phần kneading; 5-phần trộn; 6,6’-thiết bị vận chuyển; 7-bơm chân không; 8-thùng chứa dd a.lactic; 9-thùng chứa whey protein; 10,10’- máy trộn; X,X1,X2,X4- van điều chỉnh; 11,12,13,20- ống dẫn; 17- khu vực bài khí. Chú thích: 16-cánh đập; 18- ống dẫn Hình 8: khu vực đánh bơ Chú thích: 19-lổ thoát Hình 9: cửa thoát bán thành phẩm Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 22 Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 23 Hình 10: Sản phẩm bơ Chỉ tiêu chất lƣợng: 1/ Chỉ tiêu cảm quan: có màu vàng, mùi vị đặc trưng của bơ, cấu trúc sản phẩm: đồng nhất, không có hiện tượng tách pha. 2/ Chỉ tiêu hóa lý:hàm lượng béo thấp (30-50%), pH= 5.3-6.2 3/ Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi sinh vật gây bệnh (chủ yếu là Salmonella và Listeria) không có - Bơ thường được bảo quản ở 50 C, thời gian bảo quản có thể kéo dài đến vài tháng. Trong thời gian bảo quản có sự oxy-hóa chất béo tạo ra các hợp chất peroxyde gây mùi khó chịu và làm giảm gái trị dinh dưởng của bơ. - Để hạn chế các biến đổi này phải luôn bảo quản bơ trong bao bì kín và nhiệt độ thấp. Sử Dụng: - Sự tiêu thụ bơ chứa 41% béo làm gỉam tổng năng lượng và sự hấp thụ béo ở bệnh nhân đái tháo đường. - Do có hàm lượng béo thấp nên lượng calorie thấp thích hợp cho những người sử dụng béo ít. Sản xuất bơ có hàm lƣợng béo thấp GVHD: PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn 24 Tài liệu tham khảo: 1/ Lê Văn Việt Mẫn. Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống (tập 2). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh ,2004. 2/ Bylund G. Dairy processing handbook. Tetra-Park processing systems AB publisher, Lund, 1995. 3/Trang web tham khảo :