NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SỮA THÔNG QUA PHÂN TÍCH, KIỂM TRA KÍCH THƯỚC HẠT
Như đã đề cập tại bài viết trước (xem thêm tại đây), phân tích kích thước hạt có vai trò quan trọng trong rất nhiều ngành và lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, công nghiệp sơn, phẩm nhuộm, mỹ phẩm,…
Tầm ảnh hưởng của kích thước hạt đối với chất lượng sữa
Chất béo (lipit) là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo, khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100ml sữa.
Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các hạt chất béo kích thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ.
Sữa đậu nành là một những nguồn cung cấp protein ngày càng quan trọng trong chế độ dinh dưỡng của chúng ta. Tương tự như các loại sữa khác, kích thước giọt chất béo (fat droplet size) trong sữa đậu nành có ảnh hưởng đến cảm giác ngon miệng, mùi vị của sữa và thời hạn sử dụng. Vì vậy việc giám sát kích thước hạt là cực kì quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Bằng kỹ thuật nhiễu xạ laser tiên tiến cùng nhiều tính năng nổi bật như tốc độ phân tích nhanh và chính xác, dòng máy phân tích kích thước hạt nhiễu xạ laser HORIBA LA-960V2 có thể dùng để phân tích một cách chính xác và hiệu quả kích thước hạt trong sản phẩm sữa đậu nành và các thực phẩm khác.
Quá trình phân tích kích thước hạt trong sữa đậu nành
Sữa đậu nành là một hỗn hợp lỏng của đậu nành bao gồm dầu đậu nành, protein glycinin (11S) và β-conglycinin (7s), carbohydrate và các chất khác.
Sản phẩm cuối cùng của quá trình chế biến sữa đậu nành được đánh giá bằng phân tích kích thước hạt. Kết quả sau khi kiểm tra kích thước hạt cho phép định lượng sữa đậu nành, từ đó giúp nhà sản xuất theo dõi và đánh giá chất lượng thành phẩm, đảm bảo hiệu quả quy trình sản xuất sữa.
Các quy trình sản xuất sữa của mỗi thương hiệu sẽ khác nhau và thường là độc quyền. Quy trình chung cơ bản được mô tả trong hình 1 (bên phải).
Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc xay để tạo ra hỗn hợp đậu nành (slurry). Trong quá trình trộn đậu nành đã xoay với nước, một loại enzyme (lipoxygenase) có trong sữa đậu nành được kích hoạt. Lipoxygenase xúc tác quá trình oxy hóa của dầu đậu nành, tạo cho sữa đậu nành có hương vị thô và mùi thơm na ná sơn. Để loại bỏ mùi vị khó chịu này, sữa đậu nành phải trải qua công đoạn đun nóng để khử hoạt tính của enzym.
Cho dù quá trình sản xuất sữa được thực hiện ở nhiệt độ cao hay thấp, áp suất cao hay thấp, đồng nhất hay không đồng nhất, gia nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến kích thước của phức chất protein-chất béo đậu nành (soy protein-fat complexes). Gia nhiệt cũng làm giảm kích thước hạt thông qua việc làm biến tính protein và tăng cường cảm giác ngon miệng.
Trong đó, quá trình đồng hóa (homogenization) là một công đoạn đẩy mạnh sự giảm kích thước hạt, thường dẫn đến kích thước hạt chất béo nhỏ hơn, phân phối đồng đều hơn trong khối sữa làm cho trạng thái hệ nhũ tương trong sữa bền hơn.
(Do chất béo có khuynh hướng kết hợp thành những hạt béo có kích thước khá lớn hơn phân tán trong sữa, kích thước hạt béo càng lớn thì tốc độ kết hợp của nó càng cao dẫn đến sự tích tụ và tách lớp chất béo theo thời gian. Khi kích thước nhỏ, tốc độ kết hợp của những hạt béo giảm rất lớn do đó sản phẩm sẽ ổn định theo thời gian.)
Vì quá trình đồng nhất hóa rất tốn kém nên việc kiểm soát cẩn thận quá trình này (thông qua việc kiểm tra, phân tích kích thước hạt) có thể cải thiện chất lượng thành phẩm, đảm bảo năng suất sản xuất và giảm chi phí vận hành.
Nguyên liệu và phương pháp
Hai loại sữa đậu nành organic được mua từ một cửa hàng tạp hóa và thí nghiệm. Cả hai loại đều được làm từ đậu nguyên hạt, không phải từ bột đậu nành chứa chất béo hoặc các chất thay thế khác.
HORIBA đã sử dụng máy phân tích kích thước hạt nhiễu xạ laser HORIBA LA-960 xác định kích thước hạt bằng phương pháp thử nghiệm phân tích sau:
- Chỉ số khúc xạ: 1,46 | Imaginary ( sự hấp thụ): 0,001i
- Chất phân tán: nước (RI = 1,333)
- Tốc độ khuấy: 3 | No ultrasound.
Mỗi mẫu được trộn đều bằng cách lắc mạnh thùng carton trước khi đem mẫu đi phân tích.
Kết quả phân tích
Kết quả từ hình 2 cho thấy kích thước hạt của sữa đậu nành “no brand” ( màu đỏ) đạt cực đại tại 200 nanomet, và phân bố không đồng đều với đỉnh peak thứ 2 tại 55 micromet. Trong khi đó, sản phẩm sữa đậu nành được ưa chuộng trên thị trường “ popular soy milk” ( màu xanh) có peak cực đại tại 220 nm và phân bố kích thước hạt tập trung tại vùng khoảng 200 nm, dẫn đến thể tích trung bình (volume mean size) là 0.95 micromet, nhỏ hơn nhiều so với loại “không tên” với 20.34 micromet.
Kết quả trên có thể được chia thành ba nhóm kích thước hạt và được tóm tắt thành bảng dưới đây (Bảng 1):
| Khoảng kích thước hạt | Chỉ định (Indication) |
| 40 nm – 1 µm | Kích thước của protein trong đậu nành liên quan đến sự phân ly, biến tính và kết tụ sau khi đun nóng [1]. |
| 1 µm – 30 µm | Ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt và đồng nhất được thể hiện rõ trong vùng này [2]. Quá trình đồng nhất hóa hơn nữa loại bỏ phần đuôi kéo dài đến 30 µm, dẫn đến giảm kích thước hạt. |
| > 30 µm | Bã đậu nành còn sót lại được phát hiện [3]. Kích thước hạt trong phạm vi này tạo cảm giác sữa bị “sạn và lợn cợn”. Cần quá trình lọc hoặc ly tâm để cải thiện chất lượng sữa. |
Sự phân bố kích thước hạt cả sữa 2% ( sữa giảm béo) và sữa đậu nành có đỉnh peak là khoảng 200 nm. Trong giới hạn này, các sản phẩm sữa mịn và sạch. Kết quả phân tích chỉ ra rằng sữa đậu nành đắt tiền hơn có phân bố kích thước hạt tương tự như sữa ít béo ( Hình 3). Hơn nữa, kết quả phân tích chỉ ra sự hiện diện của các chất kết tủa hay bả đậu nành có thể tồn tại trong thành phẩm.
Các phép đo cho thấy có sự khác biệt về quy trình xử lý đậu nành giữa hai nhà sản xuất và điều đó chứng minh lý do tại sao một thương hiệu lại có giá thành cao hơn thương hiệu kia, sự khác biệt nhỏ về phân bố kích thước hạt củng cố khẳng định rằng kích thước hạt là thước đo đáng tin cậy về tỷ lệ chấp nhận của khách hàng.
Thiết bị phân tích kích thước hạt HORIBA LA-960V2 và SZ-100Z2 – lựa chọn tuyệt vời cho quá trình kiểm tra đánh giá chất lượng sữa
HORIBA đã chứng minh rằng kỹ thuật nhiễu xạ laser là một trong những công cụ đáng tin cậy để phân tích, kiểm tra kích thước hạt không chỉ trong sữa đậu nành mà còn nhiều loại thực phẩm, đồ uống khác. ( tìm hiểu thêm)
Sự phân bố kích thước hạt là một thông số quan trọng để theo dõi những thay đổi diễn ra trong quá trình chế biến, sản xuất cũng như các thuộc tính cảm quan và thời gian bảo quản sữa. Sự phân bố kích thước hạt trong các sản phẩm dinh dưỡng có thể được đo một cách hiệu quả bằng các thiết bị phân tích kích thước hạt của HOIRBA như thiết bị kiểm tra kích thước hạt bằng nhiễu xạ laser LA-960V2, LA-350 Partica mini hay thiết bị phân tích kích thước hạt nano (DLS) SZ-100Z2.
Tìm hiểu thêm về các dòng thiết bị phân tích kích thước hạt tán xạ ánh sáng động DLS HORIBA.
Tìm hiểu thêm về các dòng thiết bị phân tích kích thước hạt tán xạ laser HORIBA.
Quý anh chị cần thêm thông tin về ứng dụng và sản phẩm phân tích kích thước hạt HORIBA, có thể liên hệ với chúng tôI qua hotline: 0889.973.944.
References:
- Zuo, Feng, Xingyun Peng, Xiaodi Shi, and Shuntang Guo. “Effects of High-temperature Pressure Cooking and Traditional Cooking on Soymilk: Protein Particles Formation and Sensory Quality.” Food Chemistry 209 (2016): 50-56. Web.
- Nik, Amir Malaki, Susan Tosh, Vaino Poysa, Lorna Woodrow, and Milena Corredig. “Physicochemical Characterization of Soymilk after Step-wise Centrifugation.” Food Research International 41.3 (2008): 286-94. Web.
- Sidhu, Jaideep, and Rakesh Singh. “Ultra High Pressure Homogenization of Soy Milk: Effect on Quality Attributes during Storage.” Beverages 2.2 (2016): 15. Web.