TẦM QUAN TRỌNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐỒNG HÓA SỮA VÀ KÍCH THƯỚC HẠT SỮA
Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu, sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Những chất này có khả năng đồng hóa cao. Các thành phần của sữa mẹ và sữa của các động vật khác như trâu, bò, ngựa đều có thể sử dụng được, nhưng được sử dụng thường xuyên nhất là sữa bò. Với các trẻ em mới sinh ra thì giọt sữa đầu của người mẹ là rất cần thiết vì trong sữa mẹ có vi khuẩn Bifido bacterium có tác dụng kích thích hệ miễn dịch của cơ thể trẻ, đồng thời ngăn ngừa được các bệnh tiêu chảy rối loạn hệ tiêu hóa… Cho nên trong các loại sữa, sữa mẹ là tốt nhất cho cơ thể trẻ, nhưng vì lượng sữa mẹ không nhiều vì thế chúng ta cần bổ sung các loại sữa của động vật khác và sản phẩm của sữa.
Sữa là một dạng nhũ tương dầu trong nước. Nó chứa các chất dinh dưỡng thiết yếu như canxi, magiê, selen, riboflavin, vitamin B12 và axit pantothenic. Khoảng 3 đến 4 phần trăm sữa bò là chất béo, 3,5 phần trăm là protein (các micelle casein), và 5 phần trăm là đường lactose1 . Hàm lượng chất béo thay đổi tùy thuộc vào giống bò sữa.
Về phương diện hóa lý, sữa là một hệ nhũ tương với các hạt cầu béo (đường kính 3 ÷ 5µm) và các mixen protein (đường kính gần 0.1µm) phân tán trong nước.
Trong quá trình bảo quản, các hạt cầu béo có xu hướng kết chùm lại với nhau (nhờ protein euglobulin) và nổi lên trên bề mặt (do tỷ trọng của béo nhỏ hơn nước). Ta gọi là hiện tượng tách pha. Hiện tượng này làm giảm chất lượng sữa.
Có rất nhiều phương pháp để ổn định độ bền hệ nhũ tương hoặc hệ huyền phù, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực.
Trong công nghiệp, người ta sử dụng quá trình đồng hóa.
Kỹ thuật đồng hóa hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp phá vỡ, làm giảm kích thước các hạt pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục. Việc làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt giữa hai pha và sức căng bề mặt sẽ làm hệ nhũ tương ổn định hơn; đồng thời làm giảm vận tốc nổi của hạt cầu béo.
Quá trình đồng hóa này tuy khá tốn kém, nhưng kiểm soát cẩn thận quá trình này có thể cải thiện tính nhất quán và kéo dài thời hạn sử dụng của sữa, cải thiện chất lượng sữa, và do đó, giảm chi phí vận hành. Từ đây, xuất hiện nhu cầu cần kiểm soát kích thước hạt chất béo trong quá trình đồng hóa.
Kích thước hạt của chất béo đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc tính chất lượng chính, bao gồm thời hạn sử dụng, mùi vị và cảm giác ngon miệng. Khi để yên, các giọt chất béo trong sữa tươi nguyên chất sẽ kết tụ lại hoặc tụ lại và tạo thành một nhóm lớn hơn nổi lên trên bề mặt để tạo ra một lớp kem phía trên. Điều này làm cho sữa có vị béo ngậy.
Khi được giữ ở nhiệt độ tối ưu 36-38°F (2-4°C), thời hạn sử dụng của sữa không đồng nhất có thể kéo dài đến khoảng bảy ngày. Sữa đồng nhất có thể kéo dài hơn gấp đôi. Đồng hóa cũng cho phép trộn sữa từ những người chăn bò khác nhau. Vì lý do đó, hầu hết tất cả các loại sữa thương mại trong các siêu thị đều được đồng nhất.
Quá trình đồng hóa sữa
Quá trình đồng hóa là một quá trình cơ học hai giai đoạn, trái ngược với quá trình hóa học. Nó làm giảm các giọt chất béo thành những giọt nhỏ hơn bằng cách ép sữa qua một lỗ nhỏ dưới áp suất cao (Hình 1).
Giai đoạn đầu tiên của quá trình đồng hóa sữa thường nhằm mục đích giảm các hạt cầu chất béo xuống kích thước từ 0,2 µm đến 2 µm. Trong khi việc giảm kích thước giúp cải thiện hương vị và ngăn tạo kem, chế biến quá kỹ sẽ dẫn đến sự không ổn định của nhũ tương. Tức là, kích thước hạt của một giọt chất béo giảm đi đáng kể và tổng diện tích bề mặt tăng lên đáng kể.
Sự không ổn định xảy ra khi không có đủ protein để che phủ tổng diện tích bề mặt của các giọt chất béo. Trong trường hợp này, các protein bắt đầu liên kết với nhau, gây ra hiện tượng keo tụ (kết tụ) hoặc kết dính các giọt chất béo, tạo thành khối.
Giai đoạn thứ hai của quá trình đồng hóa sữa được sử dụng để tách các cụm từ các hạt cầu chất béo riêng lẻ. Các chuyên gia khuyến nghị các nhà khoa học theo dõi sự giảm kích thước hạt để đảm bảo quy trình kiểm soát chất lượng sữa.
Đây là lí do tại sao cần có sự can thiệp của các thiết bị phân tích cỡ hạt nhằm kiểm tra, đánh giá và quản lý chất lượng sản phẩm. Với bề dày kinh nghiệm và công nghệ hàng đầu, HORIBA – Nhật Bản đã sản xuất rất nhiều thiết bị cao cấp phục vụ cho lĩnh vực thực phẩm – đồ uống, ứng dụng thành công trong kiểm soát chất lượng sữa, cà phê, cacao và nhiều loại thực phẩm khác, thông qua các dòng máy phân tích kích thước hạt LA – 960V2, SZ-100Z2 hay LA – 350.
Nguyên liệu và Phương pháp phân tích
Máy phân tích nhiễu xạ laser HORIBA được sử dụng để đo kích thước của các hạt. Sự phân bổ bên dưới thể hiện lớp phủ của sữa nguyên chất không đồng hóa mua ở cửa hàng và sữa nguyên chất đã được đồng hóa bằng cách sử dụng máy phân tích nhiễu xạ laser Specifica Mini LA-350. LA-350 cung cấp một nguồn sáng laser duy nhất ở bước sóng 650nm, cho phép hệ thống đo từ 0,1 µm đến 1000 µm.
Các dòng máy phân tích kích thước hạt tán xạ laser LA-960V2, LA-350, SZ-100Z2, SZ-100S2, vv. đo kích thước hạt từ dưới 1 nanomet đến 30 mm, ở nồng độ khác nhau, từ 1 ppm đến 50 vol%. Các kỹ thuật phân tích được sử dụng bao gồm nhiễu xạ laser (Mie Thuyết), tán xạ ánh sáng động học, và phân tích hình ảnh động và tĩnh (Đo cả hai kích thước hạt và thông tin hình dạng). Các thiết bị này đều đảm bảo đem lại kết quả phân tích chính xác, nhanh chóng và dễ sử dụng.
Không chỉ ứng dụng để đo kích thước hạt, phân bố kích thước hạt trên sữa bò, dòng máy phân tích kích thước hạt của HORIBA còn áp dụng thành công trên sữa đậu nành và mayonnaise. Xem thêm kết quả phân tích trên sữa đậu nành và mayo >>>
Như được thấy trong Hình 2 dưới đây, các hạt sữa không đồng nhất hóa nằm trong khoảng từ 1-10 µm, với kích thước trung bình là 3,79 µm. Sữa nguyên chất đã được đồng hóa dao động từ 0,2-2 µm với kích thước trung bình là 0,73 µm. Giá trị trung bình của phân bố kích thước hạt ( ‘particle distribution mean’ hay ‘average’), thu được bởi máy phân tích HORIBA LA-350, là một thông số quan trọng được các nhà sản xuất sữa sử dụng khi thiết lập các thông số kỹ thuật về chất lượng sản phẩm.
Sự nhiễu xạ laser cũng có thể dễ dàng phát hiện những thay đổi trong thành phần chất béo. Sự phân bố kích thước hạt của sữa nguyên chất (khoảng 3,6 phần trăm chất béo), 2 phần trăm sữa, 1 phần trăm sữa và sữa không có chất béo thay đổi dần dần khi lượng chất béo được loại bỏ (hình 3 bên dưới). Vì sữa không béo thiếu các hạt cầu chất béo được nhũ tương hóa, nên sự phân bố chủ yếu được tạo thành từ các casein protein, chiếm khoảng 82% protein sữa.
Máy phân tích cỡ hạt tán xạ laser HORIBA LA – 350 thực sự là một lựa chọn tuyệt vời cho quá trình kiểm soát chất lượng sữa.
Analytical test method
- Refractive Index: 1.46 | Imaginary (absorption): 0.001i
- Dispersant fluid – Deionized water
- Pump speed – Gentle pump speed at 1-3 to avoid disruption of emulsions
Kích thước hạt của sữa ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô của nó và xác định thời hạn sử dụng, mùi vị và cảm giác ngon miệng. Sự hiện diện của các hạt có kích thước từ 0,2 µm đến 2 µm là một thông số chất lượng quan trọng đối với các hạt chất béo trong quá trình đồng nhất hóa. Khi quá trình đồng hóa không được kiểm soát cẩn thận, có thể xảy ra hiện tượng vón cục do cầu nối protein hoặc tạo kem do các hạt chất béo chưa phân tán. Những vấn đề này được thấy ở nhiều sản phẩm sữa bán trên thị trường khác không thương hiệu.
——————-
HORIBA tiếp tục khẳng định vị thế của mình trong các sản phẩm lĩnh vực phân tích kích thước hạt bằng việc trang bị cho các máy các công nghệ tiên tiến, hiệu năng cao, cùng giao diện tương tác với người dùng trực quan, sinh động, thân thiện, đảm bảo kết quả phân tích chính xác. Chắc chắn sẽ làm hài lòng các nhà kiểm định chất lượng khó tính nhất, góp phần tối ưu hóa quy trình phân tích, kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Do đó, dòng máy phân tích kích thước hạt của HORIBA dùng để kiểm tra đặc tính hạt chất béo trong sữa đã đồng hóa là một công cụ lý tưởng để kiểm soát chất lượng thành phẩm.
Tìm hiểu thêm về thiết bị phân tích cỡ hạt tán xạ laser LA – 960V2 , LA -350 tại đây.
MÁY PHÂN TÍCH KÍCH THƯỚC HẠT LA-960v2 HORIBA
Không chỉ ứng dụng thành công trong lĩnh vực thực phẩm – đồ uống, máy đo kích thước hạt LA- 960V2, LA – 350 và SZ-100Z2 còn được ứng dụng trong ngành dược phẩm, linh kiện điện tử, mỹ phẩm, …
Tìm hiểu thêm về các kết quả phân tích của chất lượng trên sữa bò, sữa đậu nành và cacao – socola bằng HORIBA LA – series.
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: 0898 414 604.