Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn MỤC LỤC Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn MỤC LỤC HÌNH Hình Cấu tạo trứng gà .7 Hình 2: Vỏ trứng Hình 3: Lòng trắng trứng .9 Hình 4: Lòng đỏ trứng gà .10 Hình 5: Thiết bị vận chuyển trứng vào dây chuyền .20 Hình 6: Thiết bị đếm trứng 21 Hình 7: Thiết bị lưu trữ trứng 21 Hình 8: Phân loại theo kích thước Mỹ Canada .22 Hình 11: Phương pháp soi đèn 25 Hình 12 : Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất bột trứng .25 Hình 13: Thiết bị rửa trứng 30 Hình 14: Thiết bị đập vỏ trứng 31 Hình 15: Thùng khuấy trộn 32 Hình 16 : Thiết bị lọc 33 Hình 17: Mơ hình thiết bị đồng hóa áp lực cao 36 Hình 18 : Thiết bị đồng hóa áp lực cao .37 Hình 19 : Thiết bị trùng dạng mỏng 38 Hình 20: Thiết bị đặc chân không nồi .39 Hình 21: hệ thống thiết bị sấy bột trứng sử dụng kết hợp phương pháp sấy phun phương pháp sấy băng tải 41 Hình 22 : Thiết bị rây bột 44 Hình 23 : Thiết bị đóng gói 45 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 24: Thiết bị sấy trục sử dụng vòi phun nạp liệu 45 Hình 25: Thiết bị nghiền hai trục 46 Hình 26: Bao bì dạng lon kim loại .49 Hình 27: Bao bì kim loại 50 Lời giới thiệu Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trứng sản phẩm tự nhiên giàu chất dinh dưỡng có tỷ lệ thành phần acid amin cân đối Trứng giàu protein, lipid, vitamin khoáng Với sản phẩm trứng tươi, sửa dụng khoảng thời gian định mà giá trị cảm quan đảm bảo Tuy nhiên, thời gian lưu trữ có hạn có nhiều tổn thất dinh dưỡng khả vi sinh vật phát triển thời gian bảo quản cao Để khắc phục nhược điểm đó, sản phẩm bột trứng thực phẩm công nghiệp giúp thay trứng tươi với thời gian sử dụng lâu hơn, tiện lợi mà tính chất cơng nghệ giá trị cảm quan sản phẩm khơng thay đổi Ngồi ra, bột trứng sấy khơ lưu trữ vận chuyển nhiệt độ phòng cách dễ dàng Lấy ý tưởng từ việc làm khô sữa (dạng sữa bột), người ta nghiên cứu với quy trình tương tự sản phẩm bột trứng Bột trứng sử dụng rộng rãi thực phẩm như: bánh mì, mayonnaise, bánh kẹo,… nhiều thực phẩm khác cách tiện dụng Hiện nay, thị trường có nhiều loại bột trứng khác Các sản phẩm thông thường gồm: bột lòng trắng, bột lòng đỏ bột nguyên trứng Ngồi số sản phẩm đặc biệt như: bột lòng trắng có chứa lysozyme (lysozyme free egg white), sản phẩm bột trứng có hàm lượng cholesterol thấp (low cholesterol egg product),… Trong phần trình bày quy trình sản xuất bột nguyên trứng (whole powder) bao gồm lòng đỏ lòng trắng Cơng nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Phần 1: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT Giới thiệu cấu tạo trứng: Trứng loại thức ăn có giá trị dinh dưỡng đặc biệt cao Trong trứng có đủ chất đạm ( protein), chất béo ( lipit), vitamin, chất khoáng, men hormone Tỷ lệ chất dinh dưỡng trứng tương quan thích hợp cân đối, đảm bảo cho phát triển thể Mỗi trứng có khoảng 7g protein, có 44,3% lòng đỏ, 50% lòng trắng, lại vỏ Protein trứng có thành phần acid amin tốt tồn diện nhất, đồng thời có acid amin quý Methionin, Triptophan, Xystin acid amin thường thiếu bữa ăn ngày Hình Cấu tạo trứng gà  – lớp màng protein vỏ – dây chằng  – vỏ cứng – màng nỗn hồn  – màng – lòng đỏ  – buồng – đìa phơi Cơng nghệ chế biến  GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn – lòng trắng 1.1 Vỏ trứng: Hình 2: Vỏ trứng Vỏ trứng làm nhiệm vụ bảo vệ thành phần bên trứng đồng thời đóng vai trò quan trọng việc trao đổi khí truyền nhiệt ấp trình bảo quản trứng Màng ngồi vỏ lớp tiểu bì protein dày 10 – 30 µm, tan nước, hạn chế bốc nước, ngăn ngừa xâm nhập vi sinh vật qua vỏ vào lòng trắng.Vỏ ngồi có cấu trúc mạng lưới protein có bám tinh thể CaCO3 (90% khối lượng vỏ),MgCO3 (1%) Ca3(PO4)2(1%) Cấu tạo chủ yếu lớp màng cứng, chiều dày trung bình 0,2 – 0,6 mm không đều, tăng dần từ đầu lớn đến đầu nhỏ trứng Vỏ cứng lớp vỏ kép gồm: lớp ngồi hình thành từ cốt hữu chất trung gian ( chiếm 2/3 lớp vỏ trứng), lớp lại lớp nhú vỏ cứng Trên bề mặt vỏ trứng có nhiều lỗ khí, thường 7800 – 10000 lỗ khí/1 trứng Mật độ TB 130 lỗ Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn khí/cm2, lỗ khí phân bố khơng đều, giảm dần từ đầu lớn đến đầu nhỏ, đường kính lỗ khí – 40 µm 1.2 Lòng trắng trứng Hình 3: Lòng trắng trứng Lòng trứng cấu tạo từ nhiều lớp có độ quánh khác Bảng 1: Tỉ lệ lớp có lòng trắng Tỷ lệ lớp so với tồn lòng trắng Lớp lòng trắng lỗng Lớp lòng trắng đặc ngồi Lớp lòng trắng lỗng Lớp lòng trắng đặc % 23,2 57,3 16,8 2,7 Tỷ lệ lớp thay đổi tùy thuộc vào yếu tố môi trường như: khối lượng trứng, độ tươi trứng, giống, loài, cá thể chế độ nuôi dưỡng, bảo quản trứng Thành phần chủ yếu albumin trứng dịch thể gồm protein hình cầu ovalbumin,conalbumin,ovogolbumin, flavoprotein, ovoglucoprotein, ovomarcroglobulin, Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn avidin protein hình sợi ovomuxin Trong albumin trứng có 0,5% glucoza tự do, tác nhân gây nên phản ứng làm sẫm màu phienzim, loại trừ phản ứng enzim glucooxidoza Lòng trắng kết hợp dây chằng nối liền với vỏ làm nhiệm vụ giữ lòng đỏ ln trung tâm trứng chịu chấn động từ bên ngồi Thành phần ovalbumin chiếm nhiều lòng trắng (58,4%) có khả tạo gel tốt, tạo bọt tốt đánh khuấy, bọt ổn định làm lạnh, làm bền bọt gia nhiệt 1.3 Lòng đỏ trứng: Hình 4: Lòng đỏ trứng gà Bao bọc ngồi lòng đỏ lớp màng dày 16 – 20 µm, nơi diễn trao đổi chất lòng trắng lòng đỏ Giữa lòng đỏ phơi Lòng đỏ gồm hạt protein phân tán dung dịch protein, hạt hình cầu đường kính 1,3 – 20 µm, kiểu protein liên kết với tạo thành phức bao gồm: lipovitelin Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn phosvitin hai hợp phần sở, lipoprotein đính với phức qua cầu nối trung gian phosvitin Phosvitin phosphoprotein giàu serin ( chiếm 31% lượng axit amin lòng đỏ) có khả cố định ion sắt Dung dịch lòng đỏ ( dịch tương) bao gồm livetin lipoprotein nhẹ Lòng đỏ chứa toàn lipit trứng chủ yếu triglixerit (60%), phophatit (28%) cholesterol (5%) Bảng 2: Tỷ lệ thành phần cấu tạo trứng gia cầm 1.4 Màng trong: Do sợi protein – saccarit tạo nên bề mặt dày 70 µm Khị bị biến tính nhiệt ( luộc trứng) màng trở nên dai bền chắc, dễ tách khỏi lòng trắng 1.5 Buồng hơi: Trứng vừa đẻ màng dính vào vỏ Sau thời gian, nhiệt độ trứng giảm dần, khí nước ruột trứng ngồi qua lỗ vỏ, thể tích ruột trứng giảm đi, đầu tù trứng, lớp màng tách khỏi vỏ tạo nên buồng Kích thước buồng tăng theo thời gian 1.6.Dây chằng: Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Dây chằng loại albumin đặc để giữ cho lòng đỏ ln trung tâm trứng Nếu trứng để lâu hay trứng bị hư hỏng lòng trắng trứng dây chằng bị chảy lỗng, đỏ lòng đỏ bị dịch chuyển tự trộn lẫn với lòng trắng trứng, trứng vỡ ruột trắng chảy lỗng, khơng phân biệt lòng đỏ Thành phần hóa học: Trứng nguồn tuyệt vời protein chất lượng cao,vitamin khoáng chất Con người động vật cần có protein để xây dựng thành phần cấu trúc thể Điều này, phụ thuộc vào protein động vật protein thực vật cung cấp acid amin cần thiết cho thể (Weggemans et al., 2001) Chúng cung cấp một cách cân khoáng chất sắt, canxi, phốt kali Trứng có vitamin, đặc biệt vitamin E (tocopherol), vitamin A (retinol), vitamin B12 (cyanocobalamin), vitamin B2 (riboflavin) axit folic (Surai Sparks, 2001) Thành phần hóa học trứng: Bảng 3: Thành phần hóa học loại trứng gia cầm Bảng 4: Thành phần hóa học lòng trắng 10 Cơng nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn hóa phân tử protein khó bị biến tính Đồng thời làm hệ nhũ tương bề nhiều so với trình phối trộn Vật lý: q trình đồng hóa làm độ nhớt hệ giảm, tỷ trọng thay đổi Hóa học: q trình diễ nhiệt độ không cao nên biến đổi thành phần hóa học xảy khơng nhiều Thông số công nghệ: Lưu lượng: 4m3 /h 1- Bộ phận sinh 2345- lực thuộc hệ thống tạo đối áp Vòng đập Bộ phận tạo khe hẹp Hệ thống trao đổi áp Khe hẹp Hình 17: Mơ hình thiết bị đồng hóa áp lực cao Đầu tiên dịch trứng bơm vào thiết bị đồng hóa bơm piston Bơm tăng áp lực cho hệ nhũ tương lên đến 100-150 bar cao đầu vào khe hẹp (5) Người ta tạo đối áp lên hệ nhũ tương cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp thiết bị phận sinh lực (1) phận tạo khe hẹp (3) Đối áp trì bơm thủy 33 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn lực sử dụng dầu Khi đó, áp suất đồng hóa cân với áp suất dầu tác dụng lên piston thủy lực Vòng đập (2) gắn với phận tạo khe hẹp (3) cho mặt vòng đập vng góc với lối hệ nhũ tương rời khe hẹp Như số hạt pha phân tán tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ giảm kích thước Bộ phận tạo khe hẹp (3) chế tạo với góc nghiêng 5º bề mặt để gia tốc nhũ tương theo hướng vào khe hẹp tránh ăn mòn chi tiết có lien quan Thơng thường người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lướn đường kính hạt pha phân tán Đi ngang qua khe hẹp tốc độ chuyển động hệ nhũ tương tăng lên đến 100-400m/s q trình đồng hóa diễn khoảng 5-10 giây Trong suốt thời gian này, toàn lượng áp suất cung cấp từ bơm piston chuyển hóa thành động Một phần lượng chuyển hóa thành áp suất để đẩy hệ nhũ tương tiếp sau rời khe hẹp Một phần khác thoát dạng nhiệt Theo tính tốn, có 1% lượng sử dụng cho mục đích đồng hóa: phá vỡ hạt pha phân tán Motor Bộ truyền đai Đồng hồ đo áp suất Trục quay Piston Hộp piston Bơm Van Bộ phận đồng hóa 10.Hệ thống tạo áp suất thủy lực Hình 18 : Thiết bị đồng hóa áp lực cao Thơng số: Lưu lượng đồng hóa: m3 /h Nhiệt độ đồng hóa: 40-45ºC 34 Cơng nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Áp suất bơm: 100-150 bar Kích thước khe hẹp: 15-300µm Kích thước hạt sau đồng hóa: < 30 µm Thanh trùng Mục đích cơng nghệ: bảo quản Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: tỷ trọng độ nhớt thay đổi Hóa học: trình trùng thúc đẩy số phản ứng hóa học xảy phản ứng 2.1.6 Maillard, phản ứng biến đổi vitamin, phản ứng oxy hóa chất béo, phản ứng làm đơng tụ protein diễn ra, Mức độ biến đổi tùy thuộc vào nhiệt độ thời gian trùng Tất phản ứng gây ảnh hưởng xấu đến sản phẩm Sinh học hóa sinh: vi sinh vật enzyme bị ức chế Thiết bị thông số công nghệ: Hình 19 : Thiết bị trùng dạng mỏng Dòng dung dịch ngun trứng sau đồng hóa tiếp tục đưa vào thiết bị trùng gián tiếp với ba phận: gia nhiệt, giữ nhiệt làm nguội.Trong thiết bị gia nhiệt có dạng mỏng, giai đoạn dòng trứng nâng nhiệt độ nhanh tới 60ºC Giai đoạn giữ nhiệt kéo dài 3.5 phút Cuối giai đoạn làm nguội sử dụng nước thường Tác nhân thiết bị nước nóng Thơng số: Tác nhân nhiệt: nước nóng Nhiệt độ tác nhân: 70-75ºC Lưu lượng : 6m3 /h 35 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cơ đặc Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị, khai thác, bảo quản Chuẩn bị: cô đặc chuẩn bị cho q trình sấy phun Nồng độ chất khơ ban đầu dịch trứng khoảng 23-25% Sau phối trộn với tỷ lệ 2.1.7 nêu trên, nồng độ dung dịch khoảng 15-19% Nếu sấy dung dịch trứng tươi để thu nhận bột lượng nước cần tách q trình lớn, chi phí lượng quy trình sản xuất tăng cao Do đó, đặc dung dịch đến nồng độ 55-60% trước sấy phun chi phí lượng giảm đáng kể Khai thác: tách nước, hàm lượng chất khô tăng, tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm Bảo quản: giảm hoạt độ nước nên ức chế phát triển vi sinh vật Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: tỷ trọng độ nhớt dung dịch thay đổi Hóa học: nhiệt độ tăng làm phản ứng Maillard có khả xảy ra, phản ứng đơng tụ protein xảy Hóa lý: số phân tử protein bị biến tính nhiệt Sinh học hóa sinh: vi sinh vật enzyme dung dịch bị ức chế Thiết bị thơng số cơng nghệ: Hình 20: Thiết bị cô đặc chân không nồi Nguyên lý hoạt động: phận gia nhiệt phận tách thứ khỏi dung dịch cần cô đặc bố trí riêng rẽ Nguyên liệu nhập liệu cửa miệng thiết bị, tác nhân nhiệt bão hòa đưa vào lớp vỏ áo bên để gia nhiệt cho nguyên liệu làm dung dịch nóng lên nước dung dịch bay phần Trong trình đặc, nước bay làm độ nhớt dung dịch tăng nên kết thiết bị có kết hợp thêm cánh khuấy giúp đảo trộn dung dịch không đóng cặn, đồng thời tăng bề mặt tiếp xúc, giúp nước bay 36 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn nhanh Hệ thống gắn với phận tạo chân không làm việc áp suất chân không là: 0.5 atm nhiệt độ là: 80ºC Thông số kỹ thuật: Lưu lượng: 4m3/h 2.1.8 Sấy phun Hiện nay, người ta sấy sữa nhiều phương pháp khác Phổ biến phương pháp sấy tạo sản phẩm bột trứng có chất lượng đồng nhất, đạt yêu cầu tiêu hóa lý, cảm quan vi sinh mà tiết kiệm chi phí lượng cho q trình sấy Mục đích cơng nghệ: chế biến bảo quản Chế biến: trình sấy làm chuyển hóa nguyên liệu dạng lỏng sang dang bột thành phẩm Bảo quản: trình sấy tách phần lớn lượng nước khỏi nguyên liệu, góp phần kéo dài thời gian bảo quản Trong sản phẩm bột trứng tế bào dinh dưỡng bào tử Tuy nhiên, hệ vi sinh vật sữa bột bị ức chế giá trị hoạt độ nước sản phẩm thấp Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: trình sấy, nhiệt độ, tỷ trọng sữa thay đổi Hóa học: phản ứng oxy hóa chất béo, phản ứng Maillard nhóm khử đường nhóm amin peptide Các phản ứng làm giảm giá trị dinh dưỡng cảm quan bột trứng Tuy nhiên thời gian bột trứng thiết bị sấy phun sấy băng tải ngắn nên mức độ biến đổi chất lien quan đến phản ứng không đáng kể Hóa lý: có hai biến đổi quan trọng: Sự chuyển hóa nước từ dạng lỏng sang dạng hơi, làm giảm độ ẩm bột trứng Sự biến tính nhiệt số phân tử protein trứng: biến tính bất thuận nghịch làm giảm độ hòa tan bột trứng thành phẩm Sinh học hóa sinh: q trình sấy, nhiệt độ cao gây ức chế vi sinh vật có trứng Thiết bị thông số công nghệ: 37 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 21: hệ thống thiết bị sấy bột trứng sử dụng kết hợp phương pháp sấy phun phương pháp sấy băng tải Đầu tiên nguyên liệu bơm (1) đưa vào buồng sấy phun (3) Trong buồng sấy phun, người ta lắp đặt nhiều đầu phun để làm tăng suất hoạt động thiết bị Dung dịch trứng tạo sương mù nhờ đầu phun (2) Không khí máy nén thổi qua màng lọc (4) để đến phận gia nhiệt (5) đưa vào buồng sấy (3) Trong trình sấy, tác nhân sấy với nhiệt độ 140-180ºC, độ ẩm 0.5% thổi vào buồng sấy vị trí xung quanh vòi phun ngun liệu sau tỏa xuống bên Sự tách ẩm chủ yếu xảy buồng sấy (3) Các hạt bột trứng hình thành với độ ẩm 6-14% rơi xuống băng tải (7) đặt bên Tiếp theo băng tải đưa bột trứng từ buồng sấy (3) qua hai buồng sấy (8), (9) Tốc độ chuyển động băng tải 1m/phút Dòng tác nhân sấy từ buồng sấy phun đường thoát khỏi thiết bị xuyên qua lớp bột băng tải tách thêm phần ẩm từ hạt bột trứng qua hận hồi lưu nhiệt Một phần nhiệt tái sử dụng nhằm tiết kiệm chi phí lượng cho q trình sấy Trong hai buồng sấy (8) (9), tác nhân sấy với nhiệt độ 60-70ºC, độ ẩm: 0,7% đưa theo hướng thẳng đứng từ xuống Dòng khơng khí nóng xuyên qua lớp bột trứng băng tải ngồi đáy băng tải Nhiệt độ khí 50-55ºC Nhiệt 38 Cơng nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn tận dụng để làm nóng nước sử dụng cho mục đích trùng mục đích khác Cuối băng tải đưa bột trứng vào buồng làm nguội (10) Người ta sử dụng khơng khí tách ẩm với nhiệt độ 15-20ºC để làm nguội bột trứng Dòng tác nhân làm nguội thổi thường xuyên qua lớp bột trứng băng tải theo cửa thoát băng tải để mơi trường bên ngồi Bột trứng qua phận tháo sản phẩm (11), phận xửa lý (15) quạt thổi đưa cyclone 2.1.9 Rây Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Q trình rây giúp sản phẩm có tính đồng thường có biến đổi xảy sản phẩm Thiết bị thông số kỹ thuật Hình 22 : Thiết bị rây bột Thiết bị rây thiết kế với nhiều rây có kích thước khác Sauk hi rây , bột trứng quạt đưa vào cylone chờ đóng bao bì Người ta thường thổi khí trơ vào cylone để hạn chế tiếp xúc oxy với phẩn phẩm, nhằm ngăn ngừa phản ứng oxy hóa Thơng số: Kích thước hạt sau rây: lượng cần để làm nóng dung dịch thấp Cao thêm chi phí mua Vốn đầu tư Cao Hiệu suất thu hồi thiết bị nghiền trục Cao có sử dụng Thấp trình phận lọc thu hồi thêm sản sấy trục, hạt bột phẩm sau khỏi thiết bị dính bề mặt trục, dao cạo sấy phun khơng làm rơi hồn tồn sản phẩm 2.4 Các tiêu đánh giá chất lượng bột trứng: 2.4.1 Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc đặc trưng Mùi vị đặc trưng, khơng có mùi lạ Trạng thái: hạt bột rời, khơng vón cục, kích thước đồng 2.4.2 Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi sinh vật hiếu khí: con/g Vi khuẩn đường ruột: 10con/g 43 Công nghệ chế biến GVHD: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Salmonella: khơng có mặt 25g 2.4.5 Chỉ tiêu hóa lý: Chỉ số hòa tan: Như sơ hòa tan nhỏ bột có khả hòa tan cao Độ phân tán: Khả phân tán bột trứng từ 0,1 – 4% Khả thấm ướt Là thời gian cần thiết tính giây để làm ướt 10g bột trứng, đổ vào bột 100ml nước 20 độ C 2.4.6 Chỉ tiêu hóa học: Protein : 48% Carbonhydrate: 3% Lipid tổng: 38% Độ ẩm: