Nhũ hóa và thanh trùng eggnog bằng siêu âm

Eggnog là thức uống béo mịn có thành phần chủ yếu là các sản phẩm từ sữa và lòng đỏ trứng. Để thu được thức uống eggnog được phối trộn đồng nhất và ổn định lâu dài, cần có kỹ thuật nhũ hóa đáng tin cậy và hiệu quả. Đồng nhất hóa và nhũ hóa bằng siêu âm cung cấp năng lượng trộn cần thiết để tạo ra hỗn hợp eggnog đồng đều. Ngoài ra, xử lý siêu âm giúp cải thiện độ ổn định vi sinh thông qua thanh trùng có hỗ trợ siêu âm.

Nhũ hóa eggnog bằng xử lý siêu âm

Eggnog là thức uống béo mịn được làm từ trứng, lòng đỏ trứng, đường, sữa, kem sữa có hàm lượng chất béo cao và chiết xuất vani. Phiên bản eggnog có cồn thường được pha chế với rượu rum, brandy hoặc bourbon. Sản xuất eggnog đòi hỏi kỹ thuật trộn và đồng nhất hóa mạnh mẽ để tạo ra các giọt chất béo nhỏ mịn trong toàn bộ chất lỏng eggnog. Các giọt nhỏ đóng vai trò quan trọng đối với độ ổn định của eggnog. Eggnog là hệ nhũ tương gồm các giọt chất béo từ sữa và lipid từ trứng trong chất lỏng nền nước. Vì chất béo và nước không hòa lẫn vào nhau, cần có kỹ thuật nhũ hóa mạnh mẽ để giảm kích thước các giọt chất béo và nước đến mức đủ nhỏ để cả nước và chất béo được phối trộn thành hỗn hợp đồng nhất, ổn định. Đồng nhất hóa bằng siêu âm là kỹ thuật trộn mạnh mẽ, được sử dụng rộng rãi để sản xuất nhũ tương thực phẩm và đồ uống.
Hãy tìm hiểu cách xử lý siêu âm có thể cải thiện quy trình sản xuất eggnog của bạn!

Nhũ hóa và ổn định eggnog có hỗ trợ siêu âm

Nhũ hóa bằng siêu âm là kỹ thuật ưu việt để sản xuất nhũ tương kích thước nano có thể giúp đạt được độ ổn định cơ học cho eggnog. Khi đánh trứng, các túi khí nhỏ li ti được đưa vào eggnog và được ổn định nhờ tác dụng hiệp đồng của protein và lipid có trong thức uống này. Xử lý bằng hiện tượng xâm thực siêu âm đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc cải thiện đặc tính nhũ hóa của các chất nhũ hóa thực phẩm như protein và polysaccharide, khiến đây trở thành kỹ thuật lý tưởng để ổn định eggnog.

Nhũ hóa và ổn định bằng siêu âm có thể cải thiện việc sản xuất eggnog theo nhiều cách:

• Tăng cường nhũ hóa: Eggnog là nhũ tương gồm sữa hoặc kem sữa, trứng, đường và các chất tạo hương vị. Nhũ hóa bằng siêu âm có thể phá vỡ các cầu chất béo có trong hỗn hợp thành những giọt nhỏ hơn, tạo ra nhũ tương mịn hơn và ổn định hơn. Quá trình này giúp phân bố chất béo đồng đều hơn trong toàn bộ thức uống, mang lại kết cấu mịn hơn và cảm giác béo mượt hơn trong miệng.
• Cải thiện độ ổn định: Quá trình nhũ hóa được tăng cường bằng siêu âm tạo ra nhũ tương ổn định. Độ ổn định của eggnog được cải thiện nhờ thúc đẩy sự tương tác tốt hơn giữa các chất nhũ hóa và các giọt dầu hoặc chất béo. Độ ổn định được cải thiện này giúp ngăn ngừa nhũ tương bị phân tách theo thời gian, kéo dài thời hạn sử dụng của eggnog và bảo đảm chất lượng sản phẩm đồng đều.
• Giảm kích thước hạt: Nhũ hóa bằng siêu âm cũng có thể giảm kích thước hạt của các thành phần được thêm vào eggnog, chẳng hạn như gia vị (ví dụ: vani, nhục đậu khấu) hoặc chất tạo hương vị. Các hạt nhỏ hơn phân tán đồng đều hơn trong toàn bộ hỗn hợp, tăng tính đồng nhất của hương vị và ngăn các thành phần lắng xuống. Bằng cách tạo ra các hạt gia vị và chất tạo hương vị nhỏ hơn, xử lý siêu âm thúc đẩy việc chiết xuất các hợp chất tạo vị và tạo hương, giúp hương thơm của eggnog rõ nét và phong phú hơn, đồng thời có thể giảm lượng gia vị bổ sung.
• Giảm thời gian thanh trùng: Sản xuất eggnog theo phương pháp truyền thống thường bao gồm bước thanh trùng để bảo đảm an toàn sản phẩm. Thanh trùng bằng siêu âm là quá trình phi nhiệt, có thể tăng cường khả năng bất hoạt vi sinh vật và giảm thời gian cần thiết để thanh trùng bằng cách cải thiện khả năng truyền nhiệt. Vì thanh trùng bằng siêu âm có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn so với thanh trùng thông thường, thành phần dinh dưỡng và hương vị của eggnog được bảo toàn.
• Cải thiện kết cấu: Xử lý bằng siêu âm có thể góp phần tạo kết cấu mịn màng và béo mượt hơn cho eggnog bằng cách đồng nhất hóa hỗn hợp hiệu quả hơn. Quá trình này giúp phá vỡ các tập hợp hoặc khối protein có thể hình thành, mang lại kết cấu và cảm giác trong miệng như mong muốn hơn.
• Giảm hàm lượng chất béo: Nhũ hóa bằng siêu âm có thể cho phép tạo ra eggnog có hàm lượng chất béo thấp hơn trong khi vẫn duy trì kết cấu béo mượt. Bằng cách sử dụng xử lý siêu âm để tạo ra các giọt chất béo mịn hơn, có thể đạt được cảm giác trong miệng như mong muốn ngay cả khi giảm hàm lượng chất béo.

Các ảnh hiển vi cho thấy sự giảm kích thước của các cầu mỡ sữa nhờ đồng nhất hóa bằng siêu âm ở các mức năng lượng đầu vào khác nhau. (Nhấp để phóng to!)

Nghiên cứu và hình ảnh: ©Sfakianakis và Tzia, 2011

 
Hương vị và độ nhớt (độ sánh hoặc độ đặc) của eggnog có thể khác nhau giữa các thương hiệu vì phụ thuộc vào sở thích cá nhân.
Chất ổn định hoặc chất nhũ hóa được sử dụng để đạt độ nhớt cao hơn và ổn định các giọt chất béo. Các chất ổn định thường dùng cho eggnog là các loại gôm thực vật như gôm carob, gôm guar hoặc carrageenan. Máy đồng nhất hóa siêu âm tương thích với mọi chất nhũ hóa và công thức eggnog.
Nhũ hóa bằng siêu âm cải thiện một số đặc tính của sản phẩm eggnog. Các thông số xử lý siêu âm cụ thể có thể được điều chỉnh riêng cho từng công thức, thành phần phối chế eggnog và kết quả mong muốn.
 

Máy đồng nhất hóa siêu âm hiệu suất cao để ổn định eggnog

Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher Ultrasonics có thể tạo ra biên độ rất cao. Có thể dễ dàng duy trì liên tục biên độ lên đến 200µm khi vận hành 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có sẵn các đầu dò siêu âm được chế tạo theo yêu cầu.

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Các thiết bị siêu âm Hielscher nổi tiếng với các tiêu chuẩn chất lượng và thiết kế cao nhất. Độ bền chắc và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các thiết bị siêu âm của chúng tôi vào cơ sở công nghiệp. Các thiết bị siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi cao.

Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến các thiết bị siêu âm hiệu suất cao với công nghệ tiên tiến nhất và khả năng sử dụng thân thiện. Tất nhiên, các thiết bị siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:

Các mẫu eggnog trước (lọ bên trái) và sau (lọ bên phải) khi xử lý bằng siêu âm

Các bước trong quy trình sản xuất eggnog công nghiệp

Eggnog là thức uống truyền thống trong dịp lễ Giáng sinh, thường được làm bằng cách kết hợp sữa, kem, lòng đỏ trứng, trứng, đường và các thành phần tạo hương vị như vani, nhục đậu khấu hoặc quế. Eggnog thường chứa rượu như rum hoặc whiskey. Công thức có thể được điều chỉnh để tạo ra các hỗn hợp và hương vị đặc biệt, đồng thời các phương pháp sản xuất công nghiệp được điều chỉnh phù hợp với sản phẩm eggnog cuối cùng và điều kiện của cơ sở. Phần sau trình bày tổng quan về các bước sản xuất eggnog công nghiệp:

• Phối trộn: Bước đầu tiên trong sản xuất eggnog công nghiệp là phối trộn các nguyên liệu cơ bản. Sữa, kem và hỗn hợp trứng với lòng đỏ trứng được kết hợp trong các bồn trộn lớn, chẳng hạn bằng máy trộn cánh khuấy. Tỷ lệ các nguyên liệu này có thể thay đổi tùy theo độ sánh và hương vị mong muốn của sản phẩm cuối cùng.
• Thanh trùng: Để đảm bảo an toàn sản phẩm và kéo dài thời hạn sử dụng, hỗn hợp được thanh trùng. Quá trình thanh trùng bao gồm việc gia nhiệt hỗn hợp sữa trứng eggnog đến một nhiệt độ cụ thể trong một khoảng thời gian xác định để tiêu diệt mọi vi khuẩn có hại và kéo dài thời hạn sử dụng của đồ uống. Nhiệt độ và thời gian thanh trùng có thể thay đổi tùy theo quy định địa phương và các thông số kỹ thuật sản xuất.
• Đồng nhất hóa: Sau khi thanh trùng, hỗn hợp sữa trứng eggnog có thể trải qua quá trình đồng nhất hóa. Đồng nhất hóa là một quy trình ổn định cơ học, giúp phân bố đều các hạt chất béo trong toàn bộ hỗn hợp, ngăn ngừa phân tách và tạo kết cấu mịn, béo ngậy. Xử lý bằng siêu âm là một quá trình đồng nhất hóa rất hiệu quả, có khả năng tạo ra cả nhũ tương nano, vốn có độ ổn định lâu dài tuyệt vời.
• Tạo hương vị và tạo ngọt: Sau khi hỗn hợp được đồng nhất hóa, các chất tạo hương vị và chất tạo ngọt được bổ sung. Các thành phần này thường bao gồm đường, chiết xuất vani và các gia vị như nhục đậu khấu hoặc quế. Gia vị và chất tạo hương vị cũng có thể được bổ sung trong quá trình đồng nhất hóa bằng siêu âm. Quá trình trộn có hỗ trợ siêu âm tạo ra hỗn hợp đồng đều. Sự kết hợp và lượng chính xác của các thành phần này phụ thuộc vào công thức cụ thể hoặc đặc tính hương vị mong muốn.
• Ổn định và nhũ hóa: Để ngăn ngừa sự phân tách của các thành phần và cải thiện kết cấu sản phẩm, có thể bổ sung chất ổn định và chất nhũ hóa. Tương tự như việc bổ sung gia vị và chất tạo hương vị, các chất ổn định có thể được bổ sung trong quá trình xử lý bằng siêu âm. Những phụ gia này giúp duy trì độ sánh mịn của sữa trứng eggnog và tăng cường độ ổn định tổng thể của sản phẩm.
• Đóng gói: Sau khi hỗn hợp sữa trứng eggnog được chuẩn bị và trộn đúng cách, hỗn hợp được đóng vào chai, hộp giấy hoặc các vật chứa phù hợp khác. Tùy theo nhà sản xuất và thị hiếu của thị trường, bao bì có thể khác nhau về kích thước và vật liệu.
  Kiểm soát chất lượng và kiểm nghiệm: Trong suốt quá trình sản xuất, các biện pháp kiểm soát chất lượng được thực hiện để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và duy trì hương vị cùng kết cấu nhất quán. Các biện pháp này bao gồm kiểm nghiệm định kỳ về tình trạng nhiễm khuẩn, tính nhất quán của hương vị và các thông số chất lượng khác.

Do các quy trình sản xuất sữa trứng eggnog công nghiệp có thể khác nhau tùy theo cơ sở sản xuất và công thức, tính linh hoạt, diện tích lắp đặt nhỏ và khả năng dễ dàng tích hợp bổ sung của thiết bị siêu âm khiến xử lý bằng siêu âm trở thành một giải pháp cải tiến quy trình hấp dẫn cho việc sản xuất sữa trứng eggnog. Như đã trình bày ở trên, trộn, đồng nhất hóa và thanh trùng bằng siêu âm là những bước giúp nâng cao hiệu quả quy trình, cho phép cải thiện hoạt động sản xuất sữa trứng eggnog.