Yến mạch là cây thân thảo thuộc họ Hòa thảo, còn được gọi là yến mạch dại và yến mạch trần. Đây là cây lương thực phổ biến, chủ yếu được trồng ở các vùng ôn đới thuộc Bắc bán cầu. Yến mạch là loại cây trồng giàu nhiều hoạt chất sinh học và có giá trị dinh dưỡng vượt trội so với nhiều loại ngũ cốc khác (như lúa mạch, ngô, kê, cao lương, v.v.). Nó chứa protein, chất béo, các hợp chất enzyme, khoáng chất và β-glucan cùng nhiều dưỡng chất khác; các hạt tinh bột mịn, dễ tiêu hóa và hấp thu, đồng thời có nhiều chức năng sinh lý như hạ lipid máu, điều hòa đường huyết, điều hòa huyết áp và giảm viêm đường tiêu hóa.

Ngay từ năm 2008, yến mạch và các phụ phẩm từ yến mạch đã được chứng minh là có lợi trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường và bệnh tim mạch. Vì vậy, sử dụng yến mạch làm nguyên liệu để sản xuất đồ uống ngũ cốc nguồn gốc thực vật có nhiều ưu điểm như hương vị tinh tế, giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe.

Thí nghiệm sử dụng bột yến mạch làm nguyên liệu chính, đồng thời khảo sát thời gian ngâm, tỷ lệ bột/nước, chất ổn định, hương vị và điều kiện tiệt trùng để nghiên cứu công nghệ chế biến đồ uống protein thực vật từ yến mạch. Từ đó phát triển một loại đồ uống protein thực vật giàu chất xơ, có thể nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường của đồ uống protein thực vật và đáp ứng nhu cầu hằng ngày của người tiêu dùng.

1 Nguyên liệu và phương pháp
1.1 Nguyên liệu và thuốc thử
Bột yến mạch; Sucrose; Natri carboxymethyl cellulose cấp thực phẩm; Gôm xanthan cấp thực phẩm; Monoglyceride cấp thực phẩm; Este sucrose cấp thực phẩm.
1.2 Dụng cụ và thiết bị chính
Khúc xạ kế cầm tay; Máy đồng hóa; Máy ly tâm ổn nhiệt; Nồi tiệt trùng; Tủ sấy điện nhiệt độ không đổi; Bể cách thủy nhiệt độ không đổi hiển thị số; Cân điện tử.
1.3 Phương pháp thử nghiệm
1.3.1 Quy trình sản xuất đồ uống thực vật từ yến mạch
Lựa chọn nguyên liệu → ngâm → lọc → nghiền và xay → lọc → phối trộn → đồng hóa → chiết rót → đóng kín → tiệt trùng → đóng gói → thành phẩm
1.3.2 Nghiên cứu công nghệ chế biến đồ uống thực vật từ yến mạch
1.3.2.1 Thí nghiệm đơn yếu tố về công thức chính của đồ uống thực vật từ yến mạch
1.3.2.1.1 Thời gian ngâm
Lấy 5,00 g bột yến mạch làm mốc, cố định lượng nước, thời gian lắng và thời gian lọc để khảo sát ảnh hưởng của các thời gian ngâm khác nhau (10, 20, 30, 40, 50 và 60 phút) đến khả năng hấp thụ nước và độ trương nở của bột yến mạch.
1.3.2.1.2 Tỷ lệ nguyên liệu - chất lỏng
Lấy 5,00 g bột yến mạch làm mốc, cố định thời gian ngâm và các thông số của lò sấy để khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ nguyên liệu - chất lỏng khác nhau (1:5, 1:10, 1:20, 1:30 và 1:40) đến hiệu suất sử dụng nguyên liệu và hàm lượng chất rắn hòa tan trong dịch cháo yến mạch.
1.3.2.2 Thí nghiệm đơn yếu tố về chất ổn định hỗn hợp của đồ uống thực vật từ yến mạch
1.3.2.2.1 Lượng bổ sung natri carboxymethyl cellulose
Dựa trên 200 mL dịch cháo yến mạch, lượng bổ sung gôm xanthan, monoglyceride và este sucrose lần lượt được cố định ở mức 0,01%, 0,03% và 0,05%. Khảo sát ảnh hưởng của các mức bổ sung natri carboxymethyl cellulose khác nhau (0,10%, 0,15%, 0,20%, 0,25% và 0,30%) đến tốc độ phân lớp tĩnh của dịch cháo yến mạch.
1.3.2.2.2 Lượng bổ sung gôm xanthan
Dựa trên 200 mL dịch cháo yến mạch, lượng bổ sung natri carboxymethyl cellulose, monoglyceride và este sucrose lần lượt được cố định ở mức 0,2%, 0,03% và 0,05%. Khảo sát ảnh hưởng của các mức bổ sung gôm xanthan khác nhau (0,005%, 0,010%, 0,025%, 0,040% và 0,055%) đến tốc độ phân lớp tĩnh của dịch cháo yến mạch.
1.3.2.2.3 Lượng bổ sung monoglyceride
Dựa trên 200 mL dịch cháo yến mạch, lượng bổ sung natri carboxymethyl cellulose, gôm xanthan và este sucrose lần lượt được cố định ở mức 0,20%, 0,01% và 0,05%. Khảo sát ảnh hưởng của các mức bổ sung monoglyceride khác nhau (0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07% và 0,09%) đến tốc độ phân lớp tĩnh của dịch cháo yến mạch.
1.3.2.2.4 Lượng bổ sung este sucrose
Dựa trên 200 mL dịch cháo yến mạch, lượng bổ sung natri carboxymethyl cellulose, gôm xanthan và monoglyceride lần lượt được cố định ở mức 0,2%, 0,01% và 0,03%. Khảo sát ảnh hưởng của các mức bổ sung este sucrose khác nhau (0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07% và 0,09%) đến tốc độ phân lớp tĩnh của dịch cháo yến mạch.
1.3.2.3 Thí nghiệm trực giao về chất ổn định hỗn hợp của đồ uống thực vật từ yến mạch

Trên cơ sở phân tích đơn yếu tố, đã lựa chọn các mức tối ưu của bốn yếu tố là lượng bổ sung natri carboxymethyl cellulose, gôm xanthan, monoglyceride và este sucrose. Dựa trên kết quả đánh giá chất lượng đồ uống, đã tiến hành thí nghiệm trực giao bốn yếu tố ba mức để xác định chất ổn định tối ưu cho đồ uống thực vật từ yến mạch.

1.3.2.4 Xác định hàm lượng sucrose trong đồ uống thực vật yến mạch
Dựa trên các kết quả tốt nhất thu được ở các mục 1.3.2.1, 1.3.2.2 và 1.3.2.3, tiến hành xử lý theo các bước công nghệ. Thêm sucrose với các mức 3%, 4%, 5%, 6% và 7% vào mẫu 50 mL, sau đó tiến hành đánh giá cảm quan để xác định lượng sucrose bổ sung tối ưu.
1.3.2.5 Xác định điều kiện tiệt trùng
Các mẫu đồ uống thực vật yến mạch đã được tiệt trùng lần lượt ở 110 ℃/25 phút, 110 ℃/30 phút, 115 ℃/20 phút, 115 ℃/25 phút, 121 ℃/15 phút và 121 ℃/20 phút, sau đó theo dõi độ ổn định ở nhiệt độ phòng trong 60 ngày.

2 Kết quả và Phân tích
2.1 Kết quả thử nghiệm đơn nhân tố của công thức chính đồ uống thực vật yến mạch
2.1.1 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến khả năng hút nước và độ trương nở của yến mạch
Khi thời gian ngâm tăng lên, khả năng hút nước và độ trương nở của yến mạch ban đầu có xu hướng tăng; khi thời gian ngâm là 30 phút, khả năng hút nước và độ trương nở của yến mạch đạt mức cao nhất; sau khi ngâm quá 30 phút, khả năng hút nước và độ trương nở giảm; vì vậy, nên chọn thời gian ngâm 30 phút cho yến mạch.
2.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/nước đến hiệu suất sử dụng nguyên liệu yến mạch và hàm lượng chất hòa tan trong dịch yến mạch
Hàm lượng chất hòa tan giảm dần và có xu hướng ổn định khi tỷ lệ nguyên liệu/nước tăng lên. Tỷ lệ sử dụng nguyên liệu ban đầu tăng theo tỷ lệ nguyên liệu/nước. Khi tỷ lệ nguyên liệu/nước đạt 1:20 g/mL, hiệu suất sử dụng nguyên liệu đạt cao nhất, sau đó giảm khi tiếp tục tăng tỷ lệ này. Kết hợp hai đường cong cho thấy chất lượng dịch yến mạch tối ưu khi tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1:20 g/mL.
2.2 Kết quả thử nghiệm đơn nhân tố của chất ổn định phối hợp cho đồ uống thực vật yến mạch
Khi bổ sung natri carboxymethyl cellulose ở mức 0,3%, đồ uống sau 24 giờ để yên hầu như không bị phân lớp. Có thể thấy rằng việc bổ sung 0,3% natri carboxymethyl cellulose có thể cải thiện độ ổn định của đồ uống thực vật yến mạch. Khi lượng xanthan gum bổ sung là 0,055%, sau 24 giờ để yên, đồ uống hầu như không bị phân lớp. Có thể thấy rằng việc bổ sung 0,055% xanthan gum có thể giúp đồ uống thực vật yến mạch có độ ổn định tốt. Khi tăng lượng monoglyceride bổ sung, tỷ lệ phân tầng tĩnh của đồ uống thực vật yến mạch ban đầu giảm. Khi lượng monoglyceride bổ sung là 0,07%, tỷ lệ phân tầng tĩnh của đồ uống thực vật yến mạch thấp nhất. Khi lượng monoglyceride bổ sung lớn hơn 0,07%, tỷ lệ phân tầng tĩnh tăng lên. Vì vậy, nên chọn mức bổ sung monoglyceride là 0,07%. Khi tăng lượng sucrose ester bổ sung, tỷ lệ phân tầng tĩnh của đồ uống thực vật yến mạch có xu hướng giảm. Khi lượng sucrose ester bổ sung là 0,07%, tỷ lệ phân tầng tĩnh thấp nhất. Khi lượng sucrose ester bổ sung lớn hơn 0,05%, tỷ lệ phân tầng tĩnh của đồ uống thực vật yến mạch tăng lên. Vì vậy, nên chọn mức bổ sung monoglyceride là 0,07%.
2.3 Kết quả thử nghiệm trực giao của chất ổn định phối hợp cho đồ uống thực vật yến mạch
Kết quả thiết kế thí nghiệm trực giao với chỉ tiêu là tỷ lệ phân tầng tĩnh được thể hiện trong Bảng 2, còn kết quả và phân tích thiết kế thí nghiệm trực giao với chỉ tiêu là tỷ lệ lắng ly tâm được thể hiện trong Bảng 3.
Từ kết quả phân tích trực quan trong Bảng 3 và Bảng 4 có thể thấy rằng, khi lấy tỷ lệ phân tầng tĩnh làm chỉ tiêu đánh giá, mức độ ảnh hưởng của bốn yếu tố đến tỷ lệ phân tầng tĩnh theo thứ tự là B>A>C>D, tức là lượng xanthan gum bổ sung > lượng natri carboxymethyl cellulose bổ sung > lượng monoglyceride bổ sung > lượng sucrose ester bổ sung. Phương án tối ưu là A3B3C2D3. Khi lấy tỷ lệ lắng ly tâm làm chỉ tiêu, mức độ ảnh hưởng của bốn yếu tố đến tỷ lệ lắng ly tâm là B>A>C>D, tức là lượng xanthan gum bổ sung > lượng natri carboxymethyl cellulose bổ sung > lượng monoglyceride bổ sung > lượng sucrose ester bổ sung. Mặc dù chỉ tiêu đánh giá khác nhau, nhưng bốn yếu tố có tác động chính phụ giống nhau, trong đó xanthan gum và natri carboxymethyl cellulose là các yếu tố ảnh hưởng chính, còn monoglyceride và sucrose ester là các yếu tố ảnh hưởng thứ yếu. Sau khi xem xét tổng thể, lấy tỷ lệ phân tầng tĩnh làm tiêu chuẩn tham chiếu chính và chọn A3B3C2D3 làm tổ hợp chất ổn định tối ưu, bao gồm bổ sung 0,3% natri carboxymethyl cellulose, 0,04% xanthan gum, 0,07% monoglyceride và 0,07% sucrose ester.
2.4 Ảnh hưởng của sucrose đến chất lượng cảm quan của đồ uống thực vật yến mạch
Lần lượt bổ sung sucrose ở mức 2%, 3%, 4%, 5%, 6% và 7% để đánh giá cảm quan. Ảnh hưởng của lượng sucrose bổ sung đến hương vị của đồ uống thực vật yến mạch được thể hiện trong Bảng 4.
Khi lượng sucrose bổ sung là 4,0%, vị ngọt của đồ uống thực vật yến mạch là tốt hơn.
2.5 Ảnh hưởng của các điều kiện tiệt trùng khác nhau đến độ ổn định của đồ uống
Tiệt trùng ở nhiệt độ cao có ảnh hưởng nhất định đến độ ổn định của đồ uống. Thí nghiệm được tiến hành với các mức nhiệt độ và thời gian tiệt trùng khác nhau, sau đó theo dõi độ ổn định sau 60 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng. Ảnh hưởng của điều kiện tiệt trùng đến độ ổn định của đồ uống được thể hiện trong Bảng 5.
Tiệt trùng ở 121 ℃ trong 15 và 20 phút cho cùng hiệu quả ổn định và đáp ứng yêu cầu vệ sinh thông qua thử nghiệm vi sinh. Vì vậy, 121 ℃ trong 15 phút là điều kiện tiệt trùng tối ưu.
Sử dụng yến mạch và đường trắng làm nguyên liệu chính, đã phát triển một loại đồ uống thực vật giàu protein thông qua các công đoạn như nghiền, đồng hóa và phối liệu. Thông qua các thí nghiệm đơn nhân tố và trực giao, đã xác định được quy trình tối ưu cho đồ uống protein thực vật từ yến mạch: thời gian ngâm yến mạch 30 phút, tỷ lệ bột/nước 1:20 g/mL, bổ sung 0,3% natri carboxymethyl cellulose, bổ sung 0,04% xanthan gum, bổ sung 0,07% monoglyceride và bổ sung 0,07% sucrose ester. Khi bổ sung 4% sucrose, sản phẩm có độ ổn định tốt sau khi tiệt trùng ở 121 ℃ trong 15 phút. Kết quả thí nghiệm có ý nghĩa định hướng nhất định đối với việc chuẩn bị và thực tiễn sản xuất đồ uống protein thực vật từ yến mạch.

Beyond Machinery chuyên thiết kế và sản xuất dây chuyền chế biến sữa yến mạch. Khách hàng của chúng tôi đến từ khắp nơi trên thế giới và đã đạt được thành công đáng kể trong các lĩnh vực của mình. Chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực máy móc chế biến thực phẩm. Chúng tôi mong muốn thiết lập quan hệ hợp tác lâu dài, cùng có lợi với khách hàng. Chúng tôi chia sẻ công nghệ và kinh nghiệm với khách hàng để giúp họ nhanh chóng chuyển hóa thành lợi nhuận đầu tư. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận được giải pháp tùy chỉnh sản phẩm mới nhất và báo giá.