Nghiên cứu vi bao chất béo để sản xuất bột sữa dừa

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.79 MB, 82 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
----------o0o----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU VI BAO CHẤT BÉO
ĐỂ SẢN XUẤT BỘT SỮA DỪA HÒA TAN

SVTH

: HỒ THANH TRIỂU

MSSV

: 60302974

CBHD

: GS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN

BỘ MÔN : KỸ THUẬT THỰC PHẨM

TP Hồ Chí Minh, 01/2008

i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................

lớp đã luôn nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập và làm luận văn.

ii

MỤC LỤC
Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................2
1.1 Khái quát về dừa [2,9,12]..............................................................................2
1.2 Sữa dừa.........................................................................................................7
1.3 Sản phẩm bột sữa dừa hòa tan.....................................................................10
1.4 Khái quát về kĩ thuật vi bao (Microencapsulation) [14, 22, 26, 27]............10
1.5 Quy trình công nghệ sản xuất bột sữa dừa hòa tan......................................28
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................31
1.6 Nguyên liệu.................................................................................................31
1.7 Phương pháp nghiên cứu.............................................................................31
1.8 Các phương pháp phân tích.........................................................................35
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.......................................................................................37
1.9 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ đồng hóa đến quá trình vi bao...................37
1.10 Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản trong các loại bao bì khác
nhau đến chất lượng sản phẩm.............................................................43
Kết luận và kiến nghị.................................................................................................61

ii

DANH MỤC CÁC HÌNH

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Tên đầy đủ
Chất béo khan từ sữa (Anhydrous Milk Fat)

Kí hiệu
AMF

Chỉ số acid (Acid Equivalent)

av

Chỉ số peroxyde (Peroxyde Equivalent)

pov

Chỉ số DE (Dextrose Equivalence)

DE

Độ ẩm

w

Hàm lượng béo lý thuyết trong sản phẩm (Method Fat)

MF

Hàm lượng béo tổng (Total Fat)

TF

Hàm lượng béo tự do (Free Fat)

FF

Hiệu suất thu hồi chất khô (Drying Yield)

DY

Hiệu suất vi bao chất béo (MicroEncapsulation Yield)

MEY

Hiệu quả vi bao chất béo (MicroEncapsulation Efficiency)

MEE

Kính hiển vi điện từ quét (Scaned Electronic Microscope)

SEM

Maltodextrin DE 17

MD17

Polyamide

PA

Polyethylene

PE

Polypropylene

PP

Polyvinylcloride

PVC

Soy protein isolate (hàm lượng protein 90%)

SPI

Sweet Whey Powder hàm lượng protein 11%

SWP11

Whey Protein Concentrate hàm lượng protein 80%

WPC80

v

Whey Protein hàm lượng protein 50%

WP50

vi

MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia có nguồn nguyên liệu dừa phong phú với chất lượng
rất tốt. Tuy có điểm mạnh về nguyên liệu nhưng số lượng các sản phẩm chế biến công
nghiệp từ dừa hiện nay vẫn còn ít và chưa phong phú về mặt chủng loại. Nước dừa và
nước cốt dừa là những thành phần giàu dinh dưỡng nhất từ trái dừa. Đặc biệt, nước cốt
dừa được xem là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình chế biến nhiều loại món
ăn truyền thống ở các nước trong khu vực Đông Nam Á. Tuy nhiên, đây là một nguyên
liệu giàu béo và rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật nên quá trình sử dụng và bảo quản gặp
nhiều khó khăn. Do đó, yêu cầu cấp thiết đặt ra là cần phải chế biến nguồn nguyên liệu
giàu dinh dưỡng này để giữ được chất lượng và kéo dài thời gian sử dụng.
Một trong những giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề trên là sử dụng kĩ thuật
vi bao chất béo trong nước cốt dừa bằng phương pháp sấy phun để sản xuất bột sữa
dừa. Kĩ thuật này tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và ổn định, thời gian bảo quản
kéo dài do sản phẩm có độ ẩm thấp.
Kĩ thuật vi bao có lịch sử phát triển hơn 50 năm và hiện nay được ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất như thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Với kĩ thuật
vi bao, chúng ta có thể giải quyết được nhiều vấn đề như hạn chế sự tổn thất chất
hương, chất màu tự nhiên, chất dinh dưỡng hay chất mẫn cảm với nhiệt độ có trong
sản phẩm.
Bột sữa dừa hòa tan không phải là một sản phẩm mới trên thị trường thế giới, nó

đã được sản xuất nhiều ở các quốc gia có diện tích trồng dừa lớn như Philippines,
Malaysia, Indonesia và Sri Lanka. Tuy nhiên cho đến nay, các kết quả nghiên cứu cho
thấy chất lượng của sản phẩm sản xuất bằng phương pháp này vẫn chưa thật tốt. Ta
cần hạn chế hiện tượng oxy hóa chất béo của bột sữa dừa trong quá trình sấy cũng như
trong quá trình bảo quản sản phẩm.
Từ các nguyên nhân kể trên, chúng tôi xác định mục tiêu của nghiên cứu này là
tối ưu hóa một số thông số của quá trình vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun
và lựa chọn phương pháp phù hợp để bảo quản sản phẩm bột sữa dừa hòa tan.

1

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Khái quát về dừa [2,9,12]
Cây dừa có tên khoa học là Cocos nucifera L, thuộc ngành Hiển hoa bí tử, nhóm
Đơn tử diệp, bộ Spacidiflorales, họ Palmae, chi Cocos, loài Nucifera. Đặc điểm của bộ
này là thân tròn, suông, không nhánh, có mo bao lấy phát hoa. Hoa được mang trên
một gié to, gọi là buồng, hoa dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực, hoa cái lẫn hoa lưỡng
tính).
Cây dừa là cây công nghiệp dài ngày, sống trong vùng nhiệt đới, thích nghi dễ
dàng trên nhiều vùng sinh thái khác nhau. Dừa là loài ít kén chọn đất, có thể mọc trên
nhiều loại đất khác nhau: đất cát ven biển, đất sét nặng ven biển, đất phù sa ven sông,
đất giồng cát, đất quanh vùng thổ cư. Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây dừa phát triển là
27 – 29°C; nhiệt độ dưới 20°C kéo dài sẽ làm giảm năng suất dừa, nhưng nếu nhiệt độ
thấp hơn 15°C sẽ làm dừa bị rối loạn sinh lý, gây rụng trái non. Độ ẩm không khí thích
hợp cho dừa vào khoảng 60 – 90%, khi độ ẩm thấp dưới 60%, dừa sẽ bị rụng trái non
vì quá khô hạn. Ngoài ra, dừa là cây ưa sáng, nên nếu trồng trong bóng râm thì sẽ lâu
cho trái. Dừa sẽ mọc và cho trái tốt khi có tổng số giờ chiếu sáng trong năm tối thiểu là
2.000 giờ.
Trái dừa là một quả nhân cứng đơn mầm, bao gồm một gáo cứng bao bọc phần

cơm dừa bên trong; bên ngoài là lớp xơ dừa dày. Cấu tạo cắt ngang trái dừa già từ
ngoài vào trong gồm có hai phần, là lớp biểu bì và hạt. Lớp biểu bì được chia thành
nhiều phần: phía ngoài là lớp biểu bì nhẵn, có sáp; kế đến là lớp trung bì (vỏ quả giữa)
chứa xơ màu nâu, trong cùng là lớp gỗ màu vàng nâu rất cứng, gọi là lớp nội bì (vỏ
quả trong hay gáo dừa). Dưới lớp nội bì là hạt dừa. Cấu tạo của hạt dừa như sau: bên
ngoài là vỏ hạt (lớp màng mỏng màu nâu đỏ, dính chặt vào gáo); bên trong chứa phôi
nhũ (còn gọi là cơm dừa) trắng bóng, dày 1 – 2 cm và nước dừa, có màu trắng đục,
chiếm ¾ lòng gáo.
Một trái dừa khi chín có thành phần trung bình như sau (theo phần trăm khối
lượng trái): cơm dừa (30%), vỏ dừa (33,5%), gáo dừa (15%), và nước dừa (21%).

2

1.1.1 Phân loại dừa
Có thể phân loại các giống dừa theo đặc tính của trái, theo hoa tự hay theo
phương pháp thụ phấn. Nếu phân loại theo phương pháp thụ phấn, có thể chia thành ba
nhóm dừa sau: dừa cao, dừa lùn và dừa lai. Đặc tính của các nhóm dừa được thể hiện
trong bảng 1.1.
Dừa được trồng nhiều ở các nước nhiệt đới thuộc châu Á, châu Phi và châu Mỹ
La tinh như Indonesia, Phillipine, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam, Mexico, Côte
d’Ivoire… Trong đó, Indonesia và Phillipine là hai quốc gia có sản lượng dừa nhiều
nhất thế giới.
Bảng 1.1:

Đặc điểm các giống dừa [2]

Dừa cao
Thân cao 18 – 20 m, ở
phần gốc cách mặt đất 50

cm có phần phình ra, tán lá
nhiều (38 – 40 lá).
Cho trái muộn (sau 5 – 7
năm trồng), sống lâu (90 –
100 năm).

Dừa lùn
Thân nhỏ, cao khoảng 5 m,
không có phần phình ở
gốc, tán lá ít (20 – 22 lá).

Thân cao trung bình, cao
hơn dừa lùn nhưng thấp
hơn dừa cao, gốc có phần
phình ra.

Cho trái sớm, sống khoảng

Thời gian cho trái xấp xỉ

30 – 40 năm.

nhóm dừa lùn.

Trái nhỏ, cây cho nhiều

Cơm, dầu dừa tốt như

Trái to, phẩm chất cơm, xơ, trái, nhưng chất lượng
dầu dừa tốt.

Dừa lai

nhóm dừa cao, nhưng cho

cơm, dầu, xơ dừa không tốt số trái và sản lượng cơm
bằng nhóm dừa cao.

dừa cao hơn.

Thụ phấn chéo.

Tự thụ phấn.

Thụ phấn nhân tạo.

Chống chịu được điều kiện

Không chịu được điều kiện

Mẫn cảm với sự thay đổi

khắc nghiệt của khí hậu,

khắc nghiệt của khí hậu,

độ ẩm của đất, nhưng

đất đai, không kháng được

đất đai (dễ bị kiến vương,

kháng được các bệnh nguy

các bệnh nguy hiểm như

đuông phá hoại), nhưng

hiểm như Lethal yellow,

Lethal yellow, Cadang

kháng được các bệnh nguy

Cadang cadang.
3

hiểm như Lethal yellow,

cadang.

Cadang cadang.

Ở nước ta, cây dừa được trồng nhiều ở Bến Tre (đồng bằng sông Cửu Long) và
các tỉnh ven biển miền Trung: Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa… Việt Nam có những
giống dừa rất tốt, không kém gì các giống dừa tốt trên thế giới. Ở đồng bằng sông Cửu
Long, có thể xếp các giống dừa thành 3 nhóm:
b)

Nhóm có hiệu quả kinh tế cao
Đây là các giống cho năng suất và hàm lượng dầu cao, phẩm chất cơm và xơ dừa

tốt, thích hợp cho công nghiệp dầu và xơ dừa, bao gồm các giống sau:
Dừa Ta: thuộc nhóm dừa cao, trái cỡ trung bình, 3 khía rõ rệt, cơm dày 1,1 – 1,2
cm, sau khi trồng 5 năm thì cho trái, khoảng 4.000 – 4.500 trái cho 1 tấn cơm dừa khô.
Dừa ta chống chịu rất tốt với các điều kiện khắc nghiệt của khí hậu, đất đai. Tùy theo
màu sắc của vỏ trái, ta có giống dừa Ta xanh và Ta vàng.
Dừa Lửa: thuộc nhóm dừa cao, cỡ trái trung bình đến to, dạng trái tròn. Sản
lượng cơm dừa tương đương với giống dừa Ta.
Dừa Nhím: thuộc nhóm dừa cao, dạng trái hơi dài, có 3 khía rõ rệt, đầu có núm,
trái từ nhỏ đến trung bình, cơm dày 1,1 – 1,2 cm. Sản lượng xấp xỉ giống dừa Ta. Tùy
theo màu sắc vỏ trái, ta có giống Nhím xanh và Nhím vàng.
Dừa Dâu: thuộc nhóm dừa lai, trái cỡ hơi nhỏ, dạng trái tròn, 3 khía không rõ.
Trái tuy hơi nhỏ nhưng xơ mỏng nên hàm lượng cơm dừa trong trái khá cao, đặc biệt
hàm lượng dầu cao nhất trong các giống dừa hiện nay (66%). Dừa Dâu trồng tốt mỗi
năm cho 14 – 16 buồng, mỗi buồng từ 10 – 15 trái, khoảng 4.500 – 5.000 trái cho 1 tấn
cơm dừa khô. Tùy theo màu sắc của vỏ trái, ta có các giống dừa Dâu xanh, Dâu đỏ và
Dâu vàng.
c)

Nhóm cho nước dừa tươi

4

Gồm các giống cho trái nhỏ, lượng cơm dừa thấp nhưng nước rất ngọt:
Dừa Ẻo: thuộc nhóm dừa cao, cỡ trái nhỏ nhất trong các giống hiện nay, mỗi
buồng cho 30 – 50 trái.
Dừa Xiêm: thuộc nhóm dừa lùn, mỗi năm cho 16 – 18 buồng, trung bình mỗi

buồng 20 trái. Tùy theo màu sắc vỏ trái, ta có các giống Xiêm xanh và Xiêm đỏ.
Dừa Tam Quan: thuộc nhóm dừa lùn, trái có kích thước trung bình. Trái có màu
vàng ngà.
d)

Nhóm có hiệu quả kinh tế thấp
Gồm các giống có lượng cơm dừa thấp, tỉ lệ đậu trái thấp, ít có hiệu quả kinh tế:

Dừa Dứa (hay Dừa Bông), Dừa Sáp (dừa đặc ruột, không có nước), Dừa Dang, Dừa
Bị.
Trong các giống dừa được trồng ở Việt Nam, giống dừa Ta là giống được trồng
nhiều nhất (chiếm 65 – 75% diện tích), hơn nữa, chúng cho sản lượng cơm dừa cao
cũng như chất lượng cơm dừa tốt nên phù hợp để sản xuất bột sữa dừa.
1.1.2 Cơm dừa
Người ta thu hoạch dừa khi độ tuổi của nó được 10 – 12 tháng, gọi là dừa khô.
Trong thành phần của trái dừa khô, cơm dừa là phần có giá trị dinh dưỡng nhất. Thành
phần hóa học của cơm dừa thể hiện trong bảng 1.2:

5

Bảng 1.1:

Thành phần hóa học của cơm dừa [12]
Thành phần

Hàm lượng (% khối lượng)

Nước

44,0

–

52,5

Protein

3,0

–

4,3

Carbohydrates tổng

9,0

–

10,0

Xơ

2,1

–

3,4

Chất béo

34,7

–

38,2

Tro

0,8

–

1,3

Từ cơm dừa, người ta chế biến ra rất nhiều sản phẩm khác nhau, như trong quy
trình dưới đây:

1 : dùng trong công nghệ sản xuất bánh, kẹo và các thực phẩm khác.
2 : dùng chủ yếu trong công nghệ hóa học (xà phòng, bột giặt, dầu chải tóc…).
3 : dùng làm thức ăn gia súc.
Hình 2 -

Các sản phẩm chế biến từ cơm dừa

6

1.2 Sữa dừa

Sữa dừa hay còn gọi là nước cốt dừa, có dạng nhũ tương, màu trắng đục, nhận
được khi ép cơm dừa tươi nạo nhuyễn trong điều kiện có hay không bổ sung nước.
Thành phần hóa học trong sữa dừa khi ép từ cơm dừa tươi thay đổi tùy theo
giống dừa, vị trí địa lý, độ chín của trái dừa, phương pháp trích ly và mức độ sử dụng
dung môi (thường là nước) để trích ly. Bảng 1.3 thể hiện các thành phần hóa học trong
nước cốt dừa được ép trực tiếp từ cơm dừa mà không bổ sung nước.
Bảng 1.1:

Thành phần hóa học của sữa dừa (không bổ sung nước khi ép) theo
các tác giả khác nhau [12]
Nathaneal

Popper và

Jeganathan

(1954)

cộng sự (1966)

(1970)

Độ ẩm (%)

50,0

54,1

50,0

53,9

Chất béo (%)

39,8

32,2

40,0

34,7

Protein (N x 6,25) (%)

2,8

4,4

3,0

3,6

Tro (%)

1,2

1,0

1,5

1,2

Carbohydrate (%)

6,2

8,3

5,5

6,6

Thành phần

Anon (1984)

Carbohydrate trong sữa dừa chủ yếu là đường (phần lớn là sucrose) và tinh bột.
Những chất khoáng chính trong nước cốt gồm có phosphorus, calcium và potassium.
Ngoài ra, trong nước cốt dừa mới ép còn chứa một lượng nhỏ vitamin B và acid
ascorbic.
Dựa vào độ tan của các protein, 80% lượng protein trong sữa dừa là các phân
đoạn khác nhau của albumin và globulin. Trong đó, chỉ có 30% protein là có thể hòa
tan vào nước, những protein còn lại đóng vai trò là chất tạo nhũ cho các hạt cầu béo
trong nước cốt dừa. Thành phần các amino acid của các phân đoạn albumin và
globulin trong sữa dừa thể hiện trong bảng 1.4 (theo Kwon & cộng sự, 1996). Qua đó,
có thể thấy nước cốt dừa là một nguồn giàu các amino acid không thay thế, duy chỉ có
hàm lượng methionine hơi thấp so với yêu cầu về dinh dưỡng.

7

Bảng 1.2:

Thành phần các amino acid của các phân đoạn albumin và globulin
trong sữa dừa (g/100g protein) [12]
Amino acid

Albumin

Globulin

Isoleucine

2,8

4,1

Leucine

3,9

6,5

Lysine

5,1

3,5

Methionine

1,2

2,9

Phenylalanine

2,7

5,9

Threonine

3,3

3,3

Valine

3,5

7,5

Histidine

1,8

1,9

Tyrosine

3,0

3,7

Aspartic acid

5,6

8,9

Proline

2,7

3,4

Serine

3,1

5,0

Glutamic acid

24,9

17,5

Glycine

4,0

4,9

Alanine

2,9

4,1

Arginine

17,9

15,0

Sữa dừa dễ bị tách pha, do hệ nhũ tương dầu – nước trong sữa không bền. Các
giọt béo ở gần nhau dễ dàng kết hợp lại tạo thành giọt có kích thước lớn hơn, nổi lên
trên và hình thành một lớp đặc gọi là lớp kem. Lớp bên dưới là nước cùng với các chất
tan trong nước. Một số nghiên cứu cho thấy hệ nhũ tương trong sữa dừa kém bền nhất
trong khoảng pH 3,5 – 6,0 và ổn định nhất ở hai khoảng pH 1,5 – 2,0 và pH 6,5 (theo
Monera & del Rosario (1982, 1988)). Từ đó, người ta bổ sung vào sữa dừa các chất
nhũ hóa (như natri caseinate, stearoyl lactylate…) kết hợp với phương pháp đồng hóa
áp lực cao để cải thiện độ bền của hệ nhũ tương này.
Sữa dừa nếu không xử lý sẽ hư hỏng rất nhanh, ngay cả trong điều kiện bảo quản
lạnh. Thời gian một thế hệ của vi khuẩn trong sữa dừa ở 10°C là 232 phút, nếu ở 30°C
là 44 phút. Sữa dừa là một môi trường khá giàu dinh dưỡng cho các vi sinh vật phát

8

triển. Trong sữa dừa thường gặp các vi khuẩn thuộc giống Bacillus, Achromobacter,
Microbacterium, Micrococcus, Brevibacterium và một số loại coliform; một số nấm
như Penicillium, Geotricum, Mucor, Fusarium và Saccharomyces. Tiêu chuẩn vi sinh
của sữa dừa thể hiện trong bảng 1.5.
Bảng 1.3:

Tiêu chuẩn vi sinh của sữa dừa (theo Tiêu chuẩn về các sản phẩm từ
dừa APCC, 1994) [12]
Tên

Vi sinh vật phân giải chất béo, vi khuẩn

Số lượng
Ít hơn 10 khuẩn lạc/g sản phẩm

đường ruột, và Staphylococci
Tổng số vi khuẩn hiếu khí

Không lớn hơn 50.000 khuẩn lạc/ml đối
với 4 trong 5 mẫu thử, mẫu còn lại không
vượt quá 100.000 khuẩn lạc/ml.

Escherichia coli

Không phát hiện trong 0,1 ml sản phẩm
đối với 4 trong 5 mẫu thử, mẫu còn lại
không phát hiện trong 0,01 ml sản phẩm.

Vibrio cholerae, Salmonella, Listeria

Âm tính trong 25 g mẫu thử.

monocytogenes
Bên cạnh sự hư hỏng do vi sinh vật, sữa dừa cũng dễ dàng bị hư hỏng bởi các
phản ứng hóa học (bao gồm cả các phản ứng do enzyme xúc tác), chủ yếu là quá trình
tự oxy hóa của các acid béo không no và thủy phân chất béo gây ra mùi vị khó chịu
cho sản phẩm. Sự giải phóng các acid béo mạch ngắn như acid butyric, caproic,
caprylic và capric gây mùi ôi mạnh, còn các acid béo mạch dài trung bình như acid
lauric và myristic (đây là thành phần chính trong dầu dừa) gây ra vị chua khó chịu.
Do sữa dừa rất dễ bị hư hỏng nên người ta phải chế biến để có thể sử dụng trong
thời gian dài. Các phương pháp chế biến chủ yếu là đồng hóa, xử lý nhiệt (thanh trùng,
tiệt trùng), tách béo (ly tâm) và tách nước (sấy).

9

Sữa dừa nguyên hay sữa dừa gầy là một trong những thành phần không thể thiếu
trong nhiều món ăn, ví dụ như cà ri, các món tráng miệng và các sản phẩm khác như
mứt dừa, sirô dừa, một số loại bánh kẹo và thức uống.
1.3 Sản phẩm bột sữa dừa hòa tan
Bột sữa dừa hòa tan có màu trắng kem, mùi thơm của dừa và dễ hòa tan trong
nước ở nhiệt độ thường. Thông thường, từ một trái dừa, người ta có thể sản xuất được
khoảng 60 – 100 g bột sữa.
Bột sữa dừa được sữa dụng phổ biến trong công nghiệp bánh kẹo. Nó cũng được
cho vào kem (ice-cream) để tạo hương vị.
Các nhà sản xuất bột sữa dừa lớn trên thế giới nằm ở các nước Philippines,
Malaysia, Indonesia và Sri Lanka. Bảng 1.6 dưới đây thể hiện thành phần của bột sữa
dừa sản xuất bằng phương pháp sấy phun ở Malaysia và Philipines.

Bảng 1.1:

Thành phần của bột sữa dừa sản xuất bằng phương pháp sấy phun
[12]
Thành phần

Seow & Leong

Gonzalez

(% khối lượng)

(1988)

(1986)

Độ ẩm

2,2

0,8 – 2,0

Chất béo

63,6

60,5

Protein (N x 6,25)

4,5

6,9

Tro

1,0

1,8

Carbohydrate

28,7

27,3

–

0,02

Xơ

1.4 Khái quát về kĩ thuật vi bao (Microencapsulation) [14, 22, 26, 27]
1.4.1 Khái niệm
Theo Young S. L. (1993), kĩ thuật vi bao được định nghĩa như sau: đó là kĩ thuật
bao gói các chất rắn, lỏng hay khí (chất nền) vào trong một lớp vỏ bao cực mỏng, lớp

10

vỏ này sẽ giữ và bảo vệ chất nền không bị biến đổi làm giảm chất lượng (đối với
những chất nền mẫn cảm với nhiệt) hay hạn chế tổn thất (đối với chất nền dễ bay hơi),
nó chỉ giải phóng các chất nền này ra ngoài trong một số điều kiện đặc biệt [26].
Chất béo là một trong những nguyên liệu dễ bị oxy hóa dẫn đến ôi hóa, đặc biệt
khi ở nhiệt độ cao. Trước đây, trong công nghiệp sản xuất sữa bột hàm lượng béo cao,
người ta gặp rất nhiều khó khăn trong việc thu hồi sản phẩm vì bột sữa bám chặt trên
thành thiết bị. Đó là do sự hình thành của lớp chất béo bên ngoài hạt, ở nhiệt độ cao
chúng nóng chảy làm các hạt dễ bị kết dính. Ngoài ra, chất béo có thể bị oxy hóa làm
giảm chất lượng sản phẩm. Áp dụng kĩ thuật vi bao sẽ bảo vệ các chất béo, hạn chế sự
tiếp xúc của chất béo với oxy ở nhiệt độ cao nên mức độ bị oxy hóa cũng như các biến
đổi bất lợi khác được hạn chế, nhờ vậy chất lượng và hiệu suất thu hồi sản phẩm sẽ
tăng cao.
Kĩ thuật vi bao chất béo gồm hai giai đoạn sau: phân tán những hạt cầu béo kích
thước rất nhỏ (nhỏ hơn 1 µm) và cố định chúng trong lớp màng bao với đường kính
khoảng 25 µm (hình 1.2). Các hạt cầu béo sẽ được chia nhỏ và kết hợp với chất bao
nhờ quá trình đồng hóa. Nếu kích thước hạt béo càng nhỏ, số lượng các hạt béo tự do
nằm trên bề mặt các hạt bột càng ít thì lượng chất béo tiếp xúc với không khí sẽ càng
thấp, nhờ vậy có thể hạn chế lượng
oxytrong
hóa trong
quá trình
sấy và trong
Cácchất
hạt béo
cầubịbéo
lớp màng
bao
quá trình bảo quản sản phẩm.
(Dmax = 1µ m)

11

Hình 1 -

Cấu tạo của hạt cầu béo được nhũ hóa
và hạt bột chứa chất béo được vi bao [14]

Người ta xác định chất lượng của sản phẩm được vi bao dựa vào hai chỉ tiêu
chính, đó là hiệu suất vi bao (MEY: Microencapsulation Yield) và hiệu quả vi bao
(MEE: Microencapsulation Efficiency).
Hiệu suất vi bao là tỉ lệ giữa lượng chất béo trong bột sản phẩm so với lượng chất
béo ban đầu trong dịch sữa [26] và được tính theo cơng thức sau:
MEY (%) =

Khố
i lượng chấ
t bé
o trong bộ
t sả
n phẩ
m(g)
×100%
Khố
i lượng chấ
t bé
o trong hệnhũtương ban đầ
u (g)

Hiệu quả vi bao là mức độ các chất bao có thể bảo vệ được các phần tử vi bao

bên trong nó (chất nền) tránh sự hư hỏng cho đến khi bột thành phẩm được sử dụng.
Đó chính là tỉ lệ giữa hàm lượng chất béo khơng bị trích ly ra khỏi lớp phim bao khi ta
trộn bột sản phẩm với dung mơi (petroleum ether) và hàm lượng béo tổng trong bột
sản phẩm [26]. Hiệu quả vi bao được xác định theo cơng thức dưới đây:
MEE (%) =

Hà
m lượng bé
o tổ
ng (%) - Hà
m lượng bé
o tự do (%)
× 100%
Hà
m lượng bé
o tổ
ng (%)

Hàm lượng béo tự do là lượng chất béo bị trích ly bởi dung mơi (petroleum
ether) khi ta trộn bột sản phẩm với dung mơi. Theo các nhà nghiên cứu của Young
(1993) [26, 27], Kelly P. M. & Keogh M. K. (2000) [14], hàm lượng béo tự do bao
gồm chất béo trên bề mặt và chất béo nằm bên trong lớp phim bao bị trích ly bởi dung
mơi petroleum ether.
Bên cạnh MEE, hàm lượng béo tự do cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá
chất lượng bột thành phẩm. Trong q trình bảo quản, chất béo sẽ dễ bị oxy hóa, làm
giảm chất lượng sản phẩm nếu như chúng ở trạng thái khơng được bao.
1.4.2 Tác nhân vi bao
Chất bao sử dụng trong kĩ thuật vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun phải
thỏa mãn những u cầu sau:
a)

Độ tan tốt
12

Nếu chất bao tan kém trong nước, chúng sẽ không phân bố đồng đều trong dịch
lỏng, làm cho khả năng tiếp xúc với chất béo bị hạn chế, do đó mà hiệu suất vi bao sẽ
thấp. Hơn nữa, sự tạo huyền phù hay sự xuất hiện chất rắn trong dịch lỏng trước khi
sấy sẽ làm nghẽn đầu phun trong quá trình phun sương. Chất bao ưa nước sẽ giúp quá
trình hòa trộn được dễ dàng, đồng đều; nhờ vậy mà hiệu suất vi bao sẽ đạt được tối đa
sau quá trình chế biến.
b)

Khả năng nhũ hóa tốt
Vì chất nền là chất béo, nên trong dịch lỏng, các hạt cầu béo sẽ dần kết hợp lại và

tách pha với pha ưa nước, kết quả là dịch lỏng sẽ không đồng nhất khi sấy. Mục đích
của quá trình vi bao là phân tán đều các hạt béo và bảo vệ chúng không bị biến đổi
dưới tác dụng của nhiệt trong quá trình sấy phun. Do đó, để kết hợp dễ dàng với chất
nền, ngoài tính tan tốt, chất bao cần phải tạo được liên kết với chất ưa béo.
c)

Khả năng tạo màng tốt
Để quá trình vi bao đạt hiệu quả cao, chất bao cần phải có khả năng tạo màng tốt.

Nhờ vậy, khi liên kết với các hạt béo, lớp chất bao này có thể hình thành một lớp màng
bao ngoài để bảo vệ chất nền bên trong.
d)

Khả năng tách nước tốt

Mục đích của quá trình sấy phun là làm bốc hơi nhanh nước trong các hạt được

phun sương vào buồng sấy. Nếu chất bao có khả năng tách nước kém, độ ẩm của bột
thành phẩm thu được sẽ cao, lúc đó các hạt sẽ có khuynh hướng kết dính với nhau.
Ngoài ra, do khả năng kết dính cao, các hạt bột tạo thành sẽ bám chặt vào thành thiết
bị, làm cho hiệu suất thu hồi sản phẩm rất thấp.
e)

Dung dịch chất bao trong nước có độ nhớt thấp
Độ nhớt của hệ nhũ tương và sự phân bố kích thước của các hạt béo sẽ quyết

định chất lượng vi bao của sản phẩm khi sấy phun. Độ nhớt cao sẽ gây trở ngại cho
quá trình phun sương, dẫn đến hạt thành phẩm có kích thước lớn, thon dài; hơn nữa,
hiệu suất sấy cũng thấp.

13

Các chất bao sử dụng trong công nghệ thực phẩm chủ yếu gồm có các loại gum
tự nhiên, carbohydrate, sáp và protein sữa. Trong đó, protein sữa và gum thể hiện tốt
hầu hết các yêu cầu trên, chỉ ngoại trừ độ tan không tốt lắm. Bên cạnh đó, các
carbohydrate tuy tan tốt trong nước, nhưng phần lớn không có khả năng nhũ hóa và
khả năng tạo màng kém.
1.4.3 Ứng dụng của kĩ thuật vi bao
Kĩ thuật vi bao đã được áp dụng từ những năm 50 của thế kỷ trước để bao gói
những thành phần “nhạy cảm” trong thực phẩm (các chất dễ bay hơi, mẫn cảm với
nhiệt độ…) nhằm bảo vệ các thành phần này. Kể từ đó, các nhà sản xuất thực phẩm
ngày càng chú ý đến kĩ thuật đầy tiềm năng này, bằng chứng là số lượng các nghiên
cứu về lĩnh vực này tăng với tốc độ rất nhanh, thể hiện trong hình 2.3:

Hình 1 -

Số lượng các nghiên cứu kĩ thuật vi bao

bằng các phương pháp khác nhau từ 1955 đến 2005 [24]
Chỉ trong năm 2002, đã có hơn 1.000 patent về các kĩ thuật vi bao mới, 300 trong
số đó đã được áp dụng trực tiếp vào quá trình vi bao các thành phần của thực phẩm.
Dù hiện nay nhiều patent rất khó ứng dụng được vào thực tiễn vì chi phí quá cao, khả
năng công nghiệp hóa thấp và phạm vi ứng dụng hẹp nhưng những patent này đã đưa
ra những phương pháp triển vọng cho quá trình vi bao thực phẩm ứng dụng trong

14

những năm tới. Hiện nay, người ta quan tâm nhiều hơn đến việc điều khiển sự vận
chuyển thành phần chất nền qua lớp màng bao, nhờ đó có thể cải thiện hiệu quả tác
dụng của chất nền với thực phẩm.
Trong những năm gần đây, kĩ thuật vi bao ngày càng có một vai trò quan trọng
hơn trong nhiều ngành công nghiệp (thực phẩm, dược, mỹ phẩm). Trong công nghiệp
thực phẩm, kĩ thuật vi bao được áp dụng trên rất nhiều nguyên liệu khác nhau như các
hợp chất dễ bay hơi, các chất hương, vitamin, tinh dầu, nhựa dầu, vi khuẩn, enzyme và
khoáng chất.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu thực hiện quá trình vi bao bằng nhiều kĩ thuật
khác nhau như sấy phun, sấy lạnh, ép đùn, đĩa quay… trên các nguyên liệu khác nhau
dựa vào đặc điểm của từng phương pháp, tuy nhiên sấy phun là phương pháp phổ biến
nhất được áp dụng để vi bao các thành phần của thực phẩm.
1.4.4 Sấy phun và kỹ thuật vi bao[8, 11, 25]
a)

Giới thiệu về sấy phun

Sấy phun là quá trình biến đổi dòng nhập liệu dạng lỏng (dung dịch, huyền phù,

nhũ tương) thành sản phẩm dạng bột khô dưới tác dụng của nhiệt. Dịch lỏng được
phun thành dạng hạt mịn (sương) vào trong buồng sấy, tiếp xúc với dòng không khí
nóng làm cho nước bốc hơi với tốc độ rất nhanh, tạo sản phẩm dạng bột khô, mịn.
Quá trình sấy phun có những ưu điểm như sau:
−

Có thể sấy được đối với những nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt, các sản
phẩm có hoạt tính sinh học … ở áp suất thường và nhiệt độ thấp.

−

Nguyên liệu tiếp xúc với tác nhân sấy trong thời gian rất ngắn, do đó nhiệt
độ của nguyên liệu không bị tăng quá cao; nhờ vậy giảm thiểu được sự biến
đổi sản phẩm cũng như hạn chế sự tổn thất của các chất dinh dưỡng mẫn
cảm với nhiệt độ.

−

Phương pháp sấy phun là phương pháp liên tục, cho năng suất cao, với hệ
thống thiết bị khá đơn giản.

15

Nghiên cứu vi bao chất béo để sản xuất bột sữa dừa

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về