Nghiên cứu chế biến sản phẩm sữa khoai lang vàng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM
SỮA KHOAI LANG VÀNG

Chủ nhiệm đề tài: Huỳnh Minh Sang

An Giang, Tháng 6. 2013


TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM
SỮA KHOAI LANG VÀNG

Ngành học: Công Nghệ Thực Phẩm

LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

An Giang, Tháng 6. 2013

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI


Cảm tạ
Qua thời gian học tập tại trường cùng với việc thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học đã
giúp em trao dồi, học hỏi được nhiều kiến thức bổ ích cũng như kinh nghiệm thực tế
trong quá trình nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông
Nghiệp – Tài Nguyên Thiên Nhiên, Trường Đại học An Giang đã truyền đạt cho em
những kiến thức quý báu trong suốt những năm em học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn cô Cao Thị Luyến đã giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt
quá trình thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các các bộ Thầy Cô trong phịng thí nghiệm bộ mơn cơng
nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiện đề tài.
Xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn sinh viên lớp DH10TP đã nhiệt tình đóng góp và
giúp đỡ tơi hồn thành đề tài nghiên cứu này.
Long Xun, ngày 3 tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Huỳnh Minh Sang

i


Tóm lược
Khoai lang vàng là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng bởi hàm lượng glucid cao,
đặc biệt chứa lượng lớn β-caroten, vitamin B1, C và chất xơ. Ngoài ra, khoai lang
vàng cịn là loại nơng sản phổ biến, được người dân sử dụng từ lâu. Sữa và các sản

phẩm từ sữa hiện rất phổ biến trên thị trường cả trong và ngồi nước, được xem là
nguồn thực phẩm có đầy đủ và cân đối các thành phần dinh dưỡng. Việc kết hợp
nguyên liệu khoai lang vàng và sữa là ý tưởng mới nhằm tạo ra sản phẩm thức uống
bổ dưỡng, có nguồn gốc từ tự nhiên, có tính tiện lợi và an tồn.
Để tìm ra quy trình sẩn xuất sữa khoai lang vàng, nội dung nghiên cứu gồm có: xác
định tỷ lệ khoai: nước và enzyme amylase bổ sung tối ưu, tỷ lệ đường, sữa, CMC bổ
sung thích hợp, đồng thời xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng thích hợp để sản
phẩm có giá trị cảm quan tốt và an toàn.
Kết quả nghiên cứu cho thấy khoai sau khi hấp, được xay nhuyễn và bổ sung nước với
tỷ lệ khoai nước 1:2,5. Quá trình thủy phân được tiến hành ở nhiệt độ 55-60oC với tỷ
lệ enzyme amylase (hỗn hợp α-amylase và glucoamylase) là 2% cho kết quả thủy phân
tốt nhất và tiết kiệm enzyme nhất; Bổ sung đường để sản phẩm đạt hàm lượng chất
khơ hịa tan 14oBrix và bổ sung 20% sữa tươi sẽ cho sản phẩm có giá trị cảm quan và
mức độ ưa thích tốt nhất; Bổ sung dịch CMC 3% với tỷ lệ 0,05% so với dịch sữa –
khoai, kết hợp với đồng hóa sản phẩm ở áp suất 200bar có thể hạn chế được quá trình
tách lớp và trạng thái của sản phẩm; Sản phẩm được thanh trùng ở nhiệt độ 115oC
trong thời gian 10 phút để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm đồng thời giữ được giá
trị cảm quan và dinh dưỡng cao. Sản phẩm được đa số người tiêu dùng đánh giá khá
tốt về giá trị cảm quan như màu sắc, mùi vị cũng như trạng thái. Sản phẩm được người
tiêu dùng chấp nhận khi có mặt trên thị trường.

ii


Mục lục
Nội dung

Trang

Cảm tạ ............................................................................................................................ i

Tóm lược ...................................................................................................................... ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh sách bảng ..............................................................................................................v
Danh sách hình ............................................................................................................ vi
Chương 1

Giới thiệu .................................................................................................1

1.1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................2
1.3. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................2
Chương 2

Lược khảo tài liệu ...................................................................................3

2.1. Tổng quan về nguyên liệu ......................................................................................3
2.2. Các phụ liệu và phụ gia (hóa chất) sử dụng trong nghiên cứu ...............................7
2.2.1. Đường saccharose ...........................................................................................7
2.2.2. Sữa tươi ...........................................................................................................8
2.2.3. Nước ................................................................................................................9
2.2.4. CMC ..............................................................................................................11
2.2.5. Enzyme amylase............................................................................................11
2.3. Các quá trình chế biến trong nghiên cứu ..............................................................16
2.3.1. Rửa ................................................................................................................16
2.3.2. Xay ................................................................................................................16
2.3.3. Lọc .................................................................................................................16
2.3.4. Đồng hóa .......................................................................................................16
2.3.5. Bài khí ...........................................................................................................17
2.3.6. Thanh trùng ...................................................................................................18
2.4. Hệ vi sinh vật gây hại trong đồ hộp ......................................................................20

2.5. Hệ vi sinh vật gây hại trong sữa ...........................................................................20
2.6. Các nghiên cứu trước có liên quan .......................................................................20
Chương 3

Phương tiện và phương pháp nghiên cứu ..........................................21

3.1. Phương tiện nghiên cứu ........................................................................................21
3.1.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................21
3.1.2. Nguyên vật liệu, thiết bị cần cho thí nghiệm ................................................21
3.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................21
iii


3.2.1. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu ..........................................................21
3.2.2. Quy trình nghiên cứu dự kiến .......................................................................22
3.2.3. Thuyết minh quy trình ...................................................................................22
3.2.4. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................23
Chương 4

Kết quả thảo luận .................................................................................31

Chương 5

Kết luận và khuyến nghị ......................................................................46

Tài liệu tham khảo .....................................................................................................48
Phụ chương ..............................................................................................................pc1
Phụ chương A ............................................................................................................ pc1
Phụ chương B ............................................................................................................ pc3
Phụ chương C ............................................................................................................ pc6

iv


Danh sách bảng
stt

Nội dung

Trang

Bảng 1: So sánh sản lượng chất bột đường và protein của một số loại hoa màu
ở các nước đang phát triển.............................................................................................4
Bảng 2: Thành phần hóa học của khoai lang .................................................................6
Bảng 3: Độ hòa tan của saccharose trong nước.............................................................8
Bảng 4: Thành phần các vitamin trong sữa ...................................................................8
Bảng 5: Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa...................................................9
Bảng 6: Chỉ tiêu hóa học của nước dùng trong thực phẩm .........................................10
Bảng 7: Chỉ tiêu vật lý và chỉ tiêu VSV của nước dùng trong thực phẩm ..................11
Bảng 8: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học, vật lý và vi sinh của
nguyên liệu và sản phẩm .............................................................................................21
Bảng 9: Kết quả phân tích thành phần hóa học của ngun liệu khoai lang Nhật ......31
Bảng 10: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế giữa khoai : nước bổ sung đến
hàm lượng đường khử và độ nhớt của dịch khoai .......................................................32
Bảng 11: Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme amylase bổ sung đến hàm lượng
đường khử và độ nhớt của dịch khoai .........................................................................33
Bảng 12: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế giữa khoai : nước và tỷ lệ enzyme amylase
bổ sung đến hiệu suất thủy phân tinh bột khoai và độ nhớt của dịch khoai. ...............34
Bảng 13: Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan (oBrix) đến giá trị
cảm quan của sản phẩm. ..............................................................................................35

Bảng 14: Ảnh hưởng của tỷ lệ sữa tươi bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm. 36
Bảng 15: Ảnh hưởng hàm lượng chất khơ hịa tan và tỷ lệ sữa bổ sung đến
giá trị cảm quan ...........................................................................................................37
Bảng 16: Ảnh hưởng của tỷ lệ CMC bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm .....38
Bảng 17: Kết quả phân tích vi sinh vật hiếu khí .........................................................40
Bảng 18: Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng (trong thời gian từ 10 đến 20 phút)
đến hàm lượng β-caroten và giá trị cảm quan của sản phẩm ......................................40
Bảng 19: Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hàm lượng β-caroten và
giá trị cảm quan của sản phẩm ....................................................................................40
Bảng 20: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến hàm lượng β-caroten
và giá trị cảm quan của sản phẩm ................................................................................41

v


Danh sách hình
stt

Nội dung

Trang

Hình 1: Cây khoai lang Nhật .........................................................................................3
Hình 2: Củ khoai lang Nhật ...........................................................................................4
Hình 3. Cấu trúc phân tử amylose .................................................................................6
Hình 4: Cấu trúc phân tử amylopectin ..........................................................................6
Hình 5: Cơng thức cấu tạo của saccharose ....................................................................7
Hình 6: Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào [E]...................................................12
Hình 7: Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất............................................14
Hình 8: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất theo

Lineweaver-Burk .........................................................................................................14
Hình 9: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên họat độ enzyme .................................................15
Hình 10: Ảnh hưởng của pH lên họat độ enzyme .......................................................15
Hình 11: Quy trình chế biến sữa khoai lang ................................................................22
Hình 12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ..............................................................................24
Hình 13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ..............................................................................25
Hình 14: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ..............................................................................27
Hình 15: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 ..............................................................................28
Hình 16: Ảnh hưởng của tỷ lệ CMC bổ sung đến độ nhớt của sản phẩm ...................38
Hình 17: Kết quả đánh giá về trạng thái sản phẩm .....................................................42
Hình 18: Kết quả đánh giá về màu sắc sản phẩm ........................................................42
Hình 19: Kết quả đánh giá về mùi của sản phẩm ........................................................43
Hình 20: Kết quả đánh giá về vị của sản phẩm ...........................................................43
Hình 21: Kết quả đánh giá mức độ ưa thích sản phẩm ...............................................44
Hình 22: Sự quan tâm của người tiêu dùng khi chọn mua sản phẩm ..........................44
Hình 23: Đánh giá chung về chất lượng sản phẩm .....................................................45
Hình 24: Tỉ lệ (%) người tiêu dùng quyết định về việc có sẵn lịng mua
sản phẩm khơng khi sản phẩm có mặt trên thị trường ................................................45
Hình 25: Sản phẩm sữa khoai lang vàng .....................................................................46
Hình 26: Quy trình sản xuất sữa khoai lang vàng đề nghị .........................................47

vi


Chương 1
Giới thiệu
1.1. Đặt vấn đề
Sữa là thức ăn dễ hấp thu bổ dưỡng, quân bình, chứa nhiều chất đạm, béo, calci,
vitamin…tuy nhiên các nghiên cứu cho thấy, người Việt Nam hiện nay chỉ mới tiêu
thụ khoảng 8 - 10 lít sữa/người/năm. Con số này thấp hơn nhiều so với ở Thái Lan

khoảng 40 lít/người/năm và rất thấp so với Malaysia là 60 lít/người/năm.
Một trong những nguồn thực phẩm cung cấp canxi nhiều nhất là sữa và các chế phẩm
từ sữa.. Thông thường một người trưởng thành cần khoảng 1.200-1.300mg canxi/ngày.
Để có đủ lượng canxi này, chỉ cần uống khoảng 3 ly sữa tươi mỗi ngày là đủ. (Nguyễn
Thị Lâm, Viện Dinh dưỡng Quốc gia)
Mặt khác, Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới, sau cây
lúa, lúa mì, bắp và khoai mỳ (sắn). Khoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên thế
giới với 31 nước ở châu Á, 39 nước ở châu Phi và khoảng 31 nước ở châu Mỹ Latin.
Nhiều người Việt Nam quan niệm khoai lang là loại cây có giá trị dinh dưỡng thấp, là
loại thực phẩm chỉ dành cho người nghèo nên khoai lang ít được sử dụng. Tuy nhiên,
trái ngược với cách suy nghĩ của nhiều người, củ khoai lang khá giàu dinh dưỡng
(chứa 28,5% glucid, 0,8% protein). Ngồi ra, khoai lang cịn có nhiều chất khống và
vitamin A, B1, C... Củ khoai lang nghệ, khoai lang vàng có hàm lượng tiền vitamin A
cao (1470mcg%) gấp 10 lần khoai lang tím. Bên cạnh đó, củ khoai lang sau khi chế
biến có giá trị cảm quan rất tốt, đặc biệt là các giống khoai có màu vàng hay vàng cam,
giúp tạo cảm giác ngon miệng và kích thích tiêu hóa.
Hiện nay các sản phẩm thực phẩm được chế biến từ khoai lang trên thị trường chưa
nhiều. Khoai lang được sử dụng chủ yếu ở dạng nấu chín dùng để tiêu thụ ngay. Bên
cạnh đó, xã hội ngày càng phát triển, con người càng nhận thức rõ hơn về nhu cầu dinh
dưỡng, đặc biệt ngày nay con người hướng tới sử dụng các dạng thức uống gần gũi với
tự nhiên, bổ dưỡng và tiện lợi.
Do đó, việc nghiên cứu chế biến ra sản phẩm nước uống từ khoai lang là cần thiết
nhằm đa dạng hóa các sản phẩm từ loại nơng sản này, góp phần giải quyết đầu ra cho
nguyên liệu, tạo ra sản phẩm thức uống từ nguyên liệu tự nhiên, an tồn về mặt vi sinh
và có lợi cho sức khỏe con người.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nhằm sản xuất ra sản phẩm Sữa khoai lang vàng với giá trị cảm quan tốt và thời gian
bảo quản dài, đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng, mục tiêu nghiên cứu gồm có: xác
định tỷ lệ khoai: nước và enzyme amylase bổ sung tối ưu, tỷ lệ đường, sữa, CMC bổ
sung thích hợp, đồng thời xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng thích hợp để sản

phẩm có giá trị cảm quan tốt.

1


1.3. Nội dung nghiên cứu
Từ những mục tiêu đã đặt ra, nội dung nghiên cứu gồm có:
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế giữa khoai : nước và enzyme amylase bổ sung
đến hiệu suất thủy phân tinh bột khoai.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đường, sữa bổ sung đến giá trị cảm quan.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ CMC bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm.
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian thanh trùng đến chất lượng sản phẩm.
Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng đối với sản phẩm.

2


Chương 2
Lược khảo tài liệu
2.1. Tổng quan về nguyên liệu
Khoai lang Nhật
- Tên khoa học: Ipomoea batatas
- Tên tiếng Anh: Sweet potatoes
- Thuộc họ: bìm bìm (convolvulaceae)

Hình 1: Khoai lang Nhật
Trên thế giới hiện có trên 7.000 giống khoai, trong đó có 1.944 giống cao sản. Trong
637 giống khoai được canh tác nhiều trên thế giới, có 25 giống cho củ màu trắng, 185
giống cho củ màu kem, 220 giống cho củ màu vàng, 143 giống cho củ màu cam và 64
giống cho củ màu tím.

Sản lượng khoai lang trên thế giới hàng năm ước khoảng 133 triệu tấn, tập trung ở
Trung Quốc (100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang trên tồn thế giới) cịn lại
ở Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lượng), Uranda (2,6 triệu tấn), Indonesia (1,8 triệu
tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) và Nhật Bản (1,1 triệu tấn).
Diện tích canh tác khoai lang ở Việt Nam năm 2007 khoảng 180.000 ha. Năng suất
khoai của Việt Nam chỉ đạt 8,1 tấn/ha, rất thấp so với Israel (35,8 tấn/ha), Palestin (29
tấn/ha), Nhật Bản (24,2 tấn/ha) và Trung Quốc (21,4 tấn/ha).
Lợi thế của các cây có củ là cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng tinh bột và đường
với giá rẽ nhất. Mặc dù trên cùng đơn vị trọng lượng, khoai lang cung cấp số năng
lượng chỉ bằng 1/3 so lúa gạo và lúa mỳ do có chứa hàm lượng nước cao hơn. Tuy
nhiên, về mặt năng suất khoai lang lại cho năng suất cao hơn lúa, khoai lang có thể đạt
năng suất kỷ lục lên đến 85 tấn/ha, nhiều nước đạt năng suất trên 20 tấn/ha. Do năng
suất cao nên tính trên đơn vị diện tích và thời gian, khoai lang cho năng suất chất bột
đường cao gấp 1,5 lần và cho giá trị thu nhập gấp 1,7 lần so với lúa.
3


Bảng 1: So sánh sản lượng chất bột đường và protein của một số loại hoa màu ở
các nước đang phát triển

Loại hoa màu

Thời

Chất khô

Năng

Protein

Giá trị

gian sinh

(kg/ha/ngày)

lượng

(kg/ha/

thu được

trưởng

(1000kcal/

ngày)

(USD/ha/

(ngày)

ha/ngày)

ngày)

Khoai tây

130

18

54

1,5

12,60

Khoai mỡ

180

14

47

1,0

8,80

Khoai lang

180

22

70

1,0

6,70

Lúa

145

18

49

0,9

3,40

Đậu phộng kể cả vỏ

115

8

36

1,7

2,60

Lúa mì

115

14

40

1,6

2,30

Lentil

105

6

23

1,6

2,30

Khoai mỳ (sắn)

272

13

27

0,1

2,20

“Nguồn: Horton et al., 1984”

Hình 2: Củ khoai lang Nhật
Đặc điểm về hình thái
Rễ: Rễ cây khoai lang được chia làm 3 loại gồm rễ con, rễ củ và rễ nửa chừng.
Rễ con: Bắt đầu mọc ở các mắt gần sát mặt đất, 7 - 10 ngày sau khi bén rễ, rễ con phát
triển ở lớp đất mặt và phát triển tối đa ở giai đoạn sau trồng khoảng 1,5 - 2 tháng, sau
4


đó rễ con phát triển chậm dần. Khi thân khoai lang bò trên mặt đất, trong điều kiện
thuận lợi ở các mắt đốt thân cũng sẽ mọc ra nhiều rễ con và rễ con đó cũng có thể phân
hóa thành rễ củ. Chức năng chủ yếu của rễ con là hút nước và chất dinh dưỡng để nuôi
cây.
Rễ củ: Được phân hóa từ rễ con. Trong điều kiện thuận lợi, sau khi trồng 15 - 20 ngày,
trong rễ con có sự phân hóa và hoạt động tượng tầng quyết định rễ con phân hóa thành
rễ củ và sau đó phát triển thành củ khoai lang.
Rễ nửa chừng: Là loại rễ có khả năng hình thành củ, nhưng trong q trình phát triển
gặp điều kiện bất thuận như nhiệt độ quá cao, q thấp, độ ẩm đất bão hịa, khơng cân
bằng dinh dưỡng NPK, đặc biệt là quá nhiều đạm. Những ảnh hưởng này chủ yếu ức
chế hoạt động của tượng tầng, thân lá phát triển nhanh. Điều đáng chú ý là khi đã hình
thành rễ nửa chừng, sau đó có gặp điều kiện thuận lợi thì rễ nửa chừng cũng không
phát triển thành củ được.
Thân: Sau khi dây khoai lang bén rễ, rễ con đã phát triển thì các mầm nách trên thân
cũng bắt đầu phát triển tạo thành các thân phụ (cành cấp 1) và từ cành cấp 1 lại phát
triển tiếp cành cấp 2. Thân chính của khoai lang được hình thành từ đỉnh sinh trưởng
ngọn phát triển dài ra của cây khoai lang đem trồng.
Lá: lá mọc cách, có cuống dài (trên dưới 10cm). Nhờ có cuống dài nên lá khoai lang

có thể xoay chuyển phiến lá ra ngồi ánh sáng mặt trời. Hình dạng màu sắc lá phụ
thuộc vào giống: hình tim, mũi mác, xẻ thùy (nông, sâu hoặc chân vịt). Màu lá vàng
nhạt, xanh, xanh đậm.
Hoa và quả: hoa hình chng có cuống dài, giống hoa rau muống. Hoa thường mọc ở
nách lá hoặc đầu ngọn thân, mọc riêng rẽ hoặc thành chùm 3-7 hoa. Quả khoai lang là
loại quả nang dễ bị nứt, ít nhiều giống hình cầu có đầu trên nhọn, trên vỏ quả nang có
thể có lơng và khơng có lơng, tùy theo mỗi giống khác nhau, nhất là khi quả còn xanh.
Khi quả già và chín khơ dần thì lơng trên quả sẽ giảm bớt. Khi quả nang chín thật
thường có màu nâu và rất dễ bị rụng xuống đất ở cuống nhỏ - riêng của hoa. Hầu hết
các giống khoai lang, khi quả chín khơ, khi quả dễ nứt – vỡ ra làm hạt rơi xuống đất,
nhất là gặp những ngày nắng to và có gió lớn.
()
Cách trồng
Trồng khoai lang Nhật nên chọn khi đất ẩm, thời tiết mát mẻ.
Mật độ trồng: thích hợp là từ 38 - 40 ngàn khóm/hécta. Khoảng cách dao động 5 – 6
dây/m chiều dài luống. Trồng hàng đơn, vùi dây giống ở giữa dọc theo luống và nối
đuôi nhau. Đồng thời, đoạn dây này song song với mặt luống. Ngọn phải ở trên mặt
luống 5 - 10cm (2 đốt), vùi dây độ sâu vùi khoảng 5cm.
()
Thành phần củ khoai lang Nhật
Cũng như các loại củ khác, thành phần chủ yếu trong khoai lang là tinh bột.
Tinh bột hiện diện dưới dạng rắn, màu trắng, vơ định hình, khơng tan trong nước lạnh,
nhưng trương phồng trong nước nóng (trên 65oC) thành hồ tinh bột có dạng nhão,
nhớt.
5


Tinh bột có cơng thức hóa học (C6H10O5)n là một polysaccharide chứa hỗn hợp
amylose và amylopectin.

Hình 3: Cấu trúc phân tử amylose

Hình 4: Cấu trúc phân tử amylopectin
Bảng 2: Thành phần hóa học của khoai lang Nhật
Thành phần dinh dưỡng

100 g tươi

Đơn vị

Năng lượng

122

kcal

Nước

68

G

Protein tổng số

0,8

G

Protein thực vật

0,8

G

Lipid

0,2

G

Glucid tổng số

28,5

G

Cellulose

1,3

G

Canxi (Ca)

34

mg

49,4

mg

1

mg

Beta carotene

0,3

mg

Vitamin C

23

mg

Vitamin B1

0,05

mg

Vitamin B2

0,05

mg

Vitamin PP

0,6

mg

Phosphor (P)
Sắt (Fe)

“Nguồn: Lương Thị Kim Tuyến, 2004”
6


2.2. Các phụ liệu và phụ gia (hóa chất) sử dụng trong nghiên cứu
2.2.1. Đường saccharose
Đường dùng trong chế biến sữa khoai lang là đường saccharose được sản xuất từ mía,
củ cải đường. Saccharose là một disaccharide có cơng thức cấu tạo C12H22O11, được
cấu tạo từ hai phân tử đường đơn ,D – glucose và ,D – fructose.

Hình 5: Cơng thức cấu tạo của saccharose
Đường có giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng cao, vị ngọt của đường làm tăng khả
năng tiêu hóa, củng cố hệ thần kinh trung ương khi mệt mỏi, dễ dàng hấp thu vào cơ
thể, do đó khi sử dụng đường làm tăng khả năng thụ cảm của các giác quan. Độ sinh
năng lượng của đường khoảng 409 kcal/100 g. Một đặc điểm nổi bậc của đường là rất
dễ tan trong nước, nhiệt độ càng cao thì khả năng hịa tan càng lớn, dó đó đường được
sử dụng nhiều trong cơng nghệ chế biến thực phẩm như: kẹo, mứt, nước giải khát,...
Tuy nhiên, đường ít tan trong rượu và dễ phân hủy trong môi trường acid tạo thành
glucose và fructose, trong môi trường kiềm tạo thành acid cacbonic và chất bay hơi,
đường càng dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ cao, nhiệt độ nóng chảy của đường từ 180
÷ 185oC, nếu nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nóng chảy, saccharose sẽ chuyển thành chất có

màu sẫm, vị đắng, mùi khét cịn gọi là caramel.
Khi đun nóng với acid sẽ tạo thành dung dịch có tính khử do bị thủy phân thành
glucose và fructose.
acid, to
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
Saccharose

Glucose

Fructose

Sản phẩm sau quá trình thủy phân gọi là đường nghịch đảo. Dung dịch saccharose ban
đầu có []D = 66,5o, nhưng do sau khi thủy phân sản phẩm tạo thành là D- glucose có
[]D = 52,5o và D- fructose có []D = -92,4o quay sang trái mạnh cho nên dung dịch
đường nghịch đảo có []D = -20o. Chính sự nghịch đảo này của đường đã làm tăng
nồng độ chất khô lên 5,26%, đồng thời cũng làm tăng nhẹ vị ngọt của đường và điều
đáng chú ý là độ hòa tan của đường trong dung dịch cũng tăng. Khi dùng một lượng
khơ ngang nhau thì dung dịch đường nghịch đảo thường ít nhớt hơn so với dung dịch
saccharose. Sự tăng tính hịa tan được tạo ra là do sự phân hủy của phân tử saccharose
thành fructose và glucose bởi D-fructose có tính hịa tan cao hơn và tính khó kết tinh
hơn của D-glucose so với phân tử saccharose ban đầu. Tuy đường tan rất tốt trong
nước, nhưng độ hòa tan của đường cũng phụ thuộc nhiều vào các chất khơng đường có
trong dung dịch đường (Phan Thị Thúy, 2005).

7


Bảng 3: Độ hòa tan của saccharose trong nước
Nhiệt độ

Độ hòa tan

(oC)

(g saccharose/100 g H2O)

0

179,2

10

190,5

20

203,9

30

219,5

40

238,1

50

260,1

60

287,3

70

320,5

80

362,2

90

415,7

100

487,2
“Nguồn: Võ Thị Trúc Linh, 2006”

2.2.2. Sữa tươi
Thành phần canxi trong một lít sữa tươi chiếm đến 1.200 mg, trong sữa có lượng
protein cân đối, dễ tiêu hóa, có giá trị sinh học cao và đường lactose giúp cho sự hấp
thụ canxi và sự phát triển của vi khuẩn đường ruột.
Thành phần dinh dưỡng của sữa bị gồm nước (chiếm 87%), chất khơ (chiếm 13%).
Trong chất khơ gồm có chất béo sữa 4%, protein 3,4%, đường lactose 3,8%, các
vitamin và chất khoáng 0,8%. Hàm lượng vitamin trong sữa khơng nhiều nhưng có đủ
các vitamin cần thiết đối với sự tồn tại và phát triển của cơ thể.

Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm vitamin tan trong nước (B1, B2, B3, B5,
B6, C…) và vitamin tan trong chất béo (A, D, E).
Bảng 4: Thành phần các vitamin trong sữa
Vitamin
mg/l
Vitamin
Vitamin A (retinol)
0,300 Vitamin K

mg/l
0,050

Vitamin B (canciferol)

0,001

Vitamin PP (Niacin)

1,000

Vitamin E (tocoferol)

1,400

Vitamin B3 (Acid pantothenic)

3,500

Vitamin B1 (thiamin)

0,400

Vitamin C

20,000

Vitamin B2 (riboflavin)

1,700

Vitamin H (Biotin)

0,040

Vitamin B6 (pyridoxin)

0,500

Vitamin Bc (Acid folic)

0,050

VitaminB12 (xyanocobalamin)

0,005
“Nguồn: Lâm Xuân Thanh, 2004”
8


Các muối khoáng hiện diện trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hóa và chiếm khoảng

0,72%. Trong sữa có khoảng 40 loại khoáng, quan trọng nhất là Na, Ca, Mg, K, P.
Trong số các ngun tố khống có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P, Mg.
Ngoài ra, sữa cịn chứa các chất khống vi lượng như Zn, Fe, I, Cu, Mo … cần thiết
cho quá trình dinh dưỡng của con người.
Bảng 5: Thành phần các nguyên tố khống trong sữa
Thành phần

g/l

Thành phần

mg/l

Kali

1500

Mangan

30

Canxi

1200

Niken

25

Natri

500

Silic

1500

Magie

120

Brom

1000

Phospho

3000

Bo

200

Clo

1000

Flo

150

100

Iot

60

Lưu huỳnh
Kẽm

4000

Nhơm

500

Sắt

400

Đồng

120

Molipden

60
“Nguồn: Lâm Xn Thanh, 2004”

Chất lượng sữa tươi có vai trị quyết định trong việc chế biến các sản phẩm từ nguyên

liệu sữa, chất lượng sữa tốt thì mới có thể chế biến ra các sản phẩm có chất lượng tốt.
Sữa tươi có chất lượng cao là sữa có trạng thái bên ngồi tốt, mùi vị đặc trưng, đảm
bảo về mặt vi sinh và khơng có nhiễm tạp chất. Trạng thái bên ngồi của sữa thường
có màu trắng đục đến màu hơi vàng. Về mùi vị, sữa tươi có vị ngọt nhẹ, thơm dịu
(Lâm Xuân Thanh, 2004).
2.2.3. Nước
Nước là nguyên liệu rất quan trọng trong quá trình sản xuất đồ hộp thực phẩm. Nước
được dùng để cho vào thực phẩm, dùng để rửa nguyên liệu, vệ sinh dụng cụ,… Trong
công nghệ sản xuất thực phẩm, nước được chia thành hai nhóm lớn là nước dùng trực
tiếp vào sản xuất (yêu cầu về chất lượng nước đối với nhóm này rất cao) và nước dùng
làm vệ sinh trong quá trình sản xuất. Yêu cầu của nước dùng trong thực phẩm rất cao
(đặc biệt là đối với các thực phẩm thức uống), ít nhất phải đạt được các yêu cầu cơ bản
của nước dùng để ăn uống. Nước phải sạch, khơng có màu sắc, mùi vị khác thường,
không cặn bẩn và đặc biệt là các kim loại nặng, khơng H2S, NH3, các muối nitrat và
các lồi vi khuẩn gây bệnh,…(Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2001).
Cũng như các loại thức uống khác, nước là thành phần chính của sữa, dao động
khoảng 80,32% - 90,37% . Nước đóng vai trị là dung mơi hịa tan, là mơi trường phân
tán các chất vơ cơ, hữu cơ và cịn là cầu nối giúp cho quá trình thực hiện các phản ứng
9


hóa học, sinh hóa, các phản ứng lên men, tham gia trực tiếp vào các phản ứng trao đổi
chất, thủy phân, hydro hóa và các phản ứng oxy hóa khử. Nước trong sữa được phân
biệt thành hai dạng hiện diện là plasma sữa (chứa phần không béo) và serum sữa (chứa
dung dịch còn lại sau khi chất béo và casein bị tách ra).
Độ cứng của nước cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình chế biến, tùy theo yêu cầu của
nguyên liệu và yêu cầu sản phẩm mà sử dụng nước có độ cứng khác nhau. Trong sản
xuất đồ hộp thực phẩm, chất lượng nước cần đạt theo các chỉ tiêu ở bảng 6 và bảng 7.
Bảng 6: Chỉ tiêu hóa học của nước dùng trong thực phẩm
Chỉ tiêu

Tiêu chuẩn (mg/l)

Hàm lượng oxy hịa tan (theo oxy)

6

Độ cứng, tính theo CaCO3

300

Tổng chất rắn hịa tan

1000

Hàm lượng amoniac, tính theo nitơ

3

Hàm lượng hydro sunfua

0,05

Hàm lượng sắt tổng số (Fe2+ và Fe3+)

0,5

Hàm lượng mangan

0,5

Hàm lượng nhôm

0,5

Hàm lượng cyanua

0,07

Hàm lượng clorua

250

Hàm lượng nitrit, tính theo nitơ

1,0

Hàm lượng nitrat, tính theo nitơ

10,0

Hàm lượng chì

0,01

Hàm lượng asen

0,01

Hàm lượng đồng

1,0

Hàm lượng kẽm

3,0

Hàm lượng flo

0,7 ÷ 1,5

Hàm lượng thuốc trừ sâu phân hữu cơ

0,01

Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ

0,1

“Nguồn: Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2001”

10


Bảng 7: Chỉ tiêu vật lý và chỉ tiêu vi sinh vật của nước dùng trong thực phẩm
Chỉ tiêu

Tiêu chuẩn

Chỉ tiêu vật lý

Mùi vị

Khơng có mùi vị lạ

Màu sắc

Trong suốt 15 mg/Pt

Độ đục

5 mg/l

pH

6,0 ÷ 8,0

Chỉ tiêu vi sinh vật
Tổng số vi sinh vật hiếu khí

100 tế bào/cm3

Coliforms tổng số

2,2 mpn/100 ml

E. coli và Coliforms chịu nhiệt

0 mpn/100 ml

“Nguồn: Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2001”.

2.2.4. CMC (E465)
CMC là một anion polymer mạch thẳng cho chất lỏng phi newton (dung dịch giả), có
thể sử dụng CMC ở dạng nóng hoặc lạnh.
CMC được sản xuất từ việc xử lý cellulose với dung dịch NaOH và sự tham gia phản
ứng của monoclororacetic acid (Võ Tấn Thành, 2000).
CMC có thể kết hợp rộng rãi với các thành phần hóa học của thực phẩm như protein,
đường, tinh bột và hầu hết các polymer trung tính hịa tan trong nước ở nồng độ rất
lớn.
Trong sản xuất kem và các sản phẩm cùng loại, CMC có khả năng làm chậm quá trình
kết tinh làm cho các tinh thể trở nên mịn hơn, cải thiện độ bóng, ngăn cản hiện tượng
chảy.
Trong sản xuất bánh và các sản phẩm từ tinh bột, CMC làm mềm khối bột nhàu, giữ
ẩm, kéo dài thời gian bảo quản, làm cho sản phẩm trở lại trạng thái ban đầu và có tác
dụng chống dính.
Trong sản xuất nước uống, việc sử dụng CMC để giữ ổn định các pha rắn trong dung
dịch. Ngoài ra, cịn có khả năng ngăn cản sự phân ly tinh dầu và nước trong các sản
phẩm nước quả. Nồng độ thường sử dụng là 1% (Võ Tấn Thành, 2000).
2.2.5. Enzyme amylase (E1100)
Thuỷ phân tinh bột bằng acid hoặc enzyme cũng đều phân cắt nối glucozit trong phân
tử amylose và amylopectin và đính vào đó một phân tử nước.
Amylase là enzyme đơn cấu tử, các nhóm riêng biệt của protein kiêm vai trò của agon.
Nghiên cứu amylase của mầm đại mạch cho biết -amylase có tính chất của globulin,
cịn -amylase mang tính chất albumin.
-amylase chỉ tác dụng lên nối -1,4-glucozit ở vị trí bất kỳ nhưng tập trung vào giữa
mạch amylose và amylopectin, nhờ đó tinh bột nhanh chóng được phân cắt thành
những dextrin có phân tử lượng khác nhau, ít nhớt hơn. Do làm giảm nhanh độ nhớt
11


của dịch tinh bột nên -amylase còn được gọi là enzyme dịch hoá. Sản phẩm do amylase tạo thành gồm các dextrin, đường maltose và một ít glucose.

-amylase cũng phân cắt nối -1,4-glucozit nhưng bắt đầu từ vịng khơng có nhóm
khử và cắt theo hai gốc glucose một trong phân tử amylose và amylopectin. Sản phẩm
tạo thành là đường maltose nên -amylase cịn được gọi là enzyme đường hố. amylase phân cắt hoàn toàn mạch amylose thành maltose, với mạch amylopectin chỉ
cắt được 50 – 55%. Cả hai enzyme  và  đều không cắt được nối -1,6-glucozit trong
phân tử tinh bột. Kết quả tác dụng của  +  ta thu được dịch đường gồm 78 – 80%
maltose + glucose, 20 – 22% là dextrin chứa tất cả các nối -1,6-glucozit. Khác với
amylase thu được từ thóc mầm, amylase của nấm mốc cịn chứa glucoamylase
izomaltase, oligo-1,6-glucosidase. Glucoamylase khơng chỉ có khả năng phân cắt nối
-1,4 mà cịn phân cắt được cả nối -1,6-glucozit và biến 100% tinh bột thành đường
glucose. Enzyme này chứa nhiều trong một số nấm mốc như A.usamii, A.niger,
A.awamori, Rhizopus delemar và nấm men Endomycopsis.
Izomaltase chỉ tham gia phân cắt nối -1,6 trong phân tử izomaltase, còn oligo-1,6glucozidase chỉ cắt nối -1,6 trong phân tử dextrin. Chú ý rằng , -amylase và
maltase đều phân cắt nối -1,4-glucozit nhưng maltase không phân cắt được nối -1,4
trong phân tử maltose. Tương tự như trên, izomaltase và oligo-1,6-glucozidase đều có
khả năng phân cắt nối -1,6-glucozit nhưng izomaltase khơng cắt được nối -1,6
trong phân tử dextrin mà chỉ cắt được -1,6-glucozit trong izomaltase mà thôi. Sự
khác biệt kể trên thể hiện tính đặc hiệu cao của các enzyme.
Phản ứng thuỷ phân tinh bột bằng enzyme có thể biểu diễn như sau:
amylase

Tinh bột + nước

sản phẩm đường
(Đồng Thị Thanh Thu, 2003)

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng enzyme:
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Trong điều kiện dư thừa cơ chất, nghĩa là [S] >>>[E] thì tốc độ phản ứng phụ thuộc
vào [S], v= K[E] có dạng y = ax. Nhờ đó người ta đã đo [E] bằng cách đo vận tốc phản
ứng do enzyme đó xúc tác.

Có nhiều trường hợp trong mơi trường có chứa chất kìm hãm hay hoạt hố thì vận tốc
phản ứng do enzyme xúc tác khơng phụ thuộc tuyến tính với [E] đó.

Hình 6: Sự phụ thuộc của vận tốc phản ứng vào [E]
- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất [S]
Ta khảo sát trường hợp đơn giản nhất : chỉ một cơ chất.
E + S

k1
k -1

ES

k2

E + S (1)

12


Gọi v1 là vận tốc của phản ứng tạo thành phức chất ES.
Gọi v-1 là vận tốc của phản ứng phân ly phức chất ES để tạo thành E và S
Gọi v2 là vận tốc của phản ứng tạo thành E và P (sản phẩm).
v1 =

k1[E][S]

v-1 = k-1[ES]
v2 = k2[ES]
Khi hệ thống đạt trạng thái cân bằng ta có:

k-1[ES]+k2[ES] = k1[E][S]
(k-1+k2)[ES] = k+1[E][S] (2)
Gọi E0 là nồng độ ban đầu:
[E0]=[E]+[ES]=>[E]=[E0]-[ES] (3)
Thay trị số [E] từ (3) vào (2) ta có:
(k-1+k2)[ES] = k1([E0]-[ES]) [S]
k1 [E0] [S]
[ES] =
k-1+ k2+k1[S]
Nếu đặt Km= k-1+k2/ k1
(Km: gọi là hằng số Michaelis Menten).
Ta có : [ES] = [E0][S]/ Km+[S]
Mặt khác vận tốc phản ứng tạo thành sản phẩm P là:
V = k2[ES]
Thay [ES] bằng giá trị ở trên ta thu được:
k2[E0] [S]
v =

(4)
Km + [S]

Qua đây ta thấy nồng độ enzyme càng cao thì vận tốc phản ứng enzyme càng lớn. Vận
tốc đạt cực đại khi toàn bộ enzyme liên kết với cơ chất, nghĩa là:
Vmax= k2[E0]
Thay vào phương trình (4) ta được:
[S]
v = Vmax

(5)
Km+ [S]

Phương trình (5) gọi là phương trình Michaelis Menten.
Km gọi là hằng số Michaelis Menten đặc trưng cho mỗi enzyme
13


Km đặc trưng cho ái lực của enzyme với cơ chất, Km có trị số càng nhỏ thì ái lực của
enzyme với cơ chất càng lớn, nghĩa là vận tốc của phản ứng do enzyme xúc tác càng
lớn.

Hình 7: Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất.
Khi tăng [S] thì v phản ứng tăng, tăng [S] đến một giá trị nào đó thì v đạt đến giá trị Vmax
và sẽ không tăng nữa nếu ta vẫn tiếp tục tăng [S].
Khi Km=[S] thì v =1/2 Vmax
Năm 1934. Lineweaver và Burk, trên cơ sở của phương trình (5) đã nghịch đảo để biến
thành dạng đường thẳng y = ax+b, nó có ý nghĩa lớn đối với việc nghiên cứu kìm hãm
enzyme.
1
v

=

Km

Vmax

x

1

[S]

+

1

Vmax

Hình 8: Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất theo LineweaverBurk
- Ảnh hưởng cuả nhiệt độ
Ta có thể tăng vận tốc của một phản ứng hóa học bằng cách tăng nhiệt độ mơi trường,
hiện tượng này tuân theo quy luật Vant’- Hoff. Điều này có nghĩa khi tăng nhiệt độ lên
10oC thì tốc độ phản ứng tăng lên khoảng 2 lần.
Đối với phản ứng do enzyme xúc tác cũng có thể áp dụng được quy luật này nhưng chỉ
trong một phạm vi nhất định, vì bản chất enzyme là protein. Khi ta tăng nhiệt độ lên
trên 40-50oC xảy ra quá trình phá huỷ chất xúc tác. Sau nhiệt độ tối ưu tốc độ phản
14


ứng do enzyme xúc tác sẽ giảm. Nhờ tồn tại nhiệt độ tối ưu người ta phân biệt phản
ứng hoá sinh với các phản ứng vô cơ thông thường.
Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối ưu khác nhau, phần lớn phụ thuộc nguồn cung cấp
enzyme, thông thường ở trong khoảng từ 40-60oC, cũng có enzyme có nhiệt độ tối ưu
rất cao như các enzyme của những chủng ưa nhiệt. Các chủng vi sinh vật ưa nhiệt, đặc
biệt các vi khuẩn chịu nhiệt có chứa enzyme chịu nhiệt cao.

A: enzyme thơng thường.
B: enzyme chịu nhiệt.

Hình 9: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên họat độ enzyme

- Ảnh hưởng của pH
Sự phân li khác nhau của một phân tử protein ở các giá trị pH khác nhau làm thay đổi
tính chất của trung tâm liên kết với cơ chất và tính chất hoạt động của phân tử enzyme.
Điều này dẫn đến giá trị xúc tác khác nhau phụ thuộc vào giá trị pH. Như đã biết mỗi
enzyme có một pH tối ưu, mỗi enzyme có đường biểu diễn ảnh hưởng pH lên vận tốc
phản ứng do chúng xúc tác. Đường biểu diễn có dạng như hình sau:

Hình 10: Ảnh hưởng của pH lên họat độ enzyme
Ảnh hưởng của giá trị pH đến tác dụng enzyme có thể do các cơ sở sau:
Enzyme có sự thay đổi không thuận nghịch ở phạm vi pH cực hẹp.
Ở hai sườn của pH tối ưu có thể xảy ra sự phân ly nhóm prosthetic hay coenzyme.
Làm thay đổi mức ion hoá hay phân ly cơ chất.
Làm thay đổi mức ion hố nhóm chức nhất định trên phân tử enzyme dẫn đến làm thay
đổi ái lực liên kết của enzyme với cơ chất và thay đổi hoạt tính cực đại.
15


Nhờ xác định Vmax và Km phụ thuộc giá trị pH cho phép nhận định lại bản chất của các
nhóm tham gia vào liên kết cơ chất và quá trình tự xúc tác.
2.3. Các quá trình chế biến trong nghiên cứu
2.3.1. Rửa
Rửa là một khâu không kém phần quan trọng trong sản xuất thực phẩm vì trên bất kỳ
loại nguyên liệu nào cũng có nhiều tạp chất, vi khuẩn và các chất hóa học hay sinh học
(thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật) còn lưu lại. Rửa nhằm loại trừ các tạp chất, bụi,
đất, cát bám trên bề mặt nguyên liệu, đồng thời cũng làm giảm một lượng đáng kể các
vi sinh vật bám trên nguyên liệu (Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2001).
2.3.2. Xay
Đây là quá trình cơ học làm phá vỡ tế bào của nguyên liệu, nhằm giải phóng protein,
lipit và carbohydrat…trong q trình nghiền nhờ sự có mặt của nước làm tăng khả
năng hịa tan của các chất trong nguyên liệu (glucid, lipid, protein…) và chuyển chúng

sang dạng huyền phù nhằm chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo, yếu tố ảnh
hưởng đến cơng đoạn nghiền là lượng nước cần thiết cho vào khi xay (Lê Văn Việt
Mẫn, 2004).
2.3.3. Lọc
Lọc thường được áp dụng trong các quá trình sản xuất nước quả nhằm mục đích làm
trong sản phẩm. Ngồi ra, lọc cịn là biện pháp thường được áp dụng để tách các phần
tử có kích thước tương đối lớn và cặn bã ra khỏi dung dịch làm cho sản phẩm đạt được
độ trong suốt nhất định. Người ta thực hiện quá trình lọc với nhiều biện pháp khác
nhau nhưng biện pháp đơn giản nhất là sử dụng các loại vật liệu lọc đơn giản như vải
mùng, giấy bồi…và tiến hành lọc ở áp suất khí quyển bình thường, hoặc tạo ra chân
khơng ở phía dưới lớp vật liệu lọc, nhờ đó mà tăng tốc độ lọc. Hiệu suất của quá trình
lọc phụ thuộc vào áp suất chênh lệch giữa hai mặt của màng lọc, cơ cấu lớp cặn, nhiệt
độ và độ nhớt của dung dịch. Tốc độ lọc càng tăng khi độ nhớt của dung dịch lọc càng
giảm (Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2001).
2.3.4. Đồng hóa
Theo Lê Văn Việt Mẫn (2004), đồng hóa sữa là phương pháp thực hiện nhằm ngăn
chặn hay làm chậm sự tách lớp béo sữa bằng cách làm giảm đường kính của giọt béo
giúp chúng phân bố đều trong chất béo sữa làm cho sữa đồng nhất. Do sự khác nhau
về tỷ trọng giữa hạt béo (920kg/m3) và plasma (1030kg/m3), hạt béo có khuynh hướng
nổi lên trên. Trong cơng nghệ chế biến sữa, q trình đồng hóa được sử dụng với mục
đích ổn định hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực còn gọi
là q trình nhũ hóa. Trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng chất nhũ hóa
trong q trình đồng hóa. Khi các hạt phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước, chất tạo
nhũ sẽ hấp thu lên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha tạo nên màng bảo vệ quanh các hạt
phân tán tránh sự kết hợp trở lại của các hạt phân tán giúp hệ nhũ tương bền hơn.
Thơng thường đồng hóa bằng phương pháp áp lực cao. Nguyên lý của quá trình là tách
những hạt chất béo thành những hạt nhỏ hơn, đường kính <1µm, phụ thuộc vào áp suất
đồng hóa. Được thực hiện bằng cách sử dụng áp suất cao đẩy sữa qua một khe hẹp, các
hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc
độ chuyển động của hệ nhũ tương sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe hẹp. Vận tốc

16


qua khe hẹp 100-250m/s, tạo ứng suất kéo lớn, hạt bị biến dạng vỡ ra. Các yếu tố ảnh
hưởng đến q trình đồng hóa:
- Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương: Nếu thể
tích pha phân tán chỉ chiếm một phần nhỏ so với thể tích hệ nhũ tương thì q trình
đồng hóa được thực hiện dễ dàng và hệ nhũ tương có độ bền cao. Bên cạnh đó, các hạt
của pha phân tán có xu hướng dễ kết hợp với nhau tạo thành các hạt lớn hơn dẫn đến
hiện tượng tách pha.
- Áp suất: thông số quan trọng nhất, áp suất đồng hóa càng lớn thì hiện tượng chảy rối
và hiện tượng xâm thực khí sẽ càng dễ xuất hiện, kết quả là các hạt pha phân tán được
tạo thành có kích thước nhỏ và hệ nhũ tương có độ bền cao. Thơng thường áp suất
đồng hóa thường dao động từ 100 - 250bar.
- Nhiệt độ: nhiệt độ thấp một số chất béo chuyển sang trạng thái rắn làm giảm hiệu quả
đồng hóa. Ngược lại, nhiệt độ cao giúp giảm độ nhớt và tăng khả năng chảy rối của
sữa nên tăng hiệu suất đồng hóa. Nếu nhiệt độ tăng quá cao, các phản ứng hóa học
khơng cần thiết có thể xảy ra ảnh hưởng đến chất lượng của hệ nhũ tương. Thơng
thường đồng hóa ở nhiệt độ 50 – 70oC.
- Tỷ lệ chất béo và chất hoạt động: chất hoạt động chủ yếu là protein, protein đủ sẽ bao
phủ béo mới hình thành. Trong các sản phẩm nhiều béo, ít protein, béo có khuynh
hướng phân lớp cao.
- Loại thiết bị đồng hóa: đồng hóa 1 hay 2 giai đoạn.
- Chất nhũ hóa: thường sử dụng trong cơng nghiệp chế biến sữa là leucithin, glycerin
este, sorbitol este,…Sau q trình đồng hóa các hạt béo có khuynh hướng kết hợp lại
với nhau nên các chất nhũ hóa sẽ góp phần khơng cho các hạt béo tiếp xúc với nhau
gây hiện tượng tách béo trong sữa.
2.3.5. Bài khí
Trong sản xuất đồ hộp thực phẩm, để giữ được hương vị, màu sắc và các vitamin trong
nước quả, người ta tiến hành bài khí bằng nhiệt hoặc bằng rút chân không. Trong đồ

hộp thực phẩm, ngun liệu cho vào bao bì ln khơng chiếm đầy cả dung tích hộp mà
cịn lại một khoảng khơng gian trong hộp kín chứa khơng khí hoặc hơi nước, do đó
trước khi ghép kín đồ hộp thực phẩm cần phải được đuổi bớt các chất khí bên trong.
Mục đích của q trình bài khí nhằm làm giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh
trùng để tránh các hư hỏng vật lý có thể xảy ra, hạn chế các quá trình oxy hóa giúp các
chất dinh dưỡng ít bị tổn thất và hương vị, màu sắc của sản phẩm ít bị biến đổi, hạn
chế sự phát triển của các vi khuẩn tồn tại bên trong đồ hộp sau khi thanh trùng, hạn
chế hiện tượng ăn mòn hộp sắt, tạo chân không bên trong đồ hộp sau khi làm nguội
nhằm tránh hiện tượng phồng hộp khi vận chuyển và khi bảo quản ở các điều kiện
khác nhau (Lê Mỹ Hồng, 2005).
Theo Nguyễn Trọng Cẩn (2001), trong công nghệ sản xuất đồ hộp thực phẩm, thực
phẩm không bao giờ được xếp đầy vào hộp mà ln ln cịn một khoảng khơng gian
nhỏ cịn được gọi là khoảng khơng đỉnh hộp chứa đầy khơng khí và hơi nước sau khi
đã ghép mí kín. Chính sự tồn tại này của khơng khí đã dẫn đến những kết quả khơng
mong muốn, vì vậy người ta ln thực hiện cơng đoạn đuổi khơng khí tồn tại trong
hộp thực phẩm trước khi ghép mí hay cịn gọi là bài khí.
17