Khách hàng ngày nay không chỉ coi các loại đồ uống như là một loại giải khát đơn thuần nữa, mà họ còn mong muốn đồ uống có nhiều công dụng khác như là tăng cường thể lực, chống lão hóa, giảm thiểu mệt mỏi và stress, hay cải thiện một số tình trạng bệnh lý. Do đó, rất nhiều nghiên cứu đang tập trung vào việc phát triển nhiều loại thức uống đa dạng hơn. Sữa bò là một trong những loại thức uống được tiêu thụ phổ biến nhất, nhưng nó cũng đi kèm với rất nhiều vấn đề với những người bị dị ứng sữa bò, dị ứng lactose, nồng độ cholesterol trong máu cao hay đơn giản chỉ là những người quan tâm đến lượng calo nạp vào cơ thể. Đó là lí do mà các loại sữa thực vật đang nhận được nhiều sự quan tâm hơn, bởi vì những loại sữa này không chứa cholesterol hay lactose và ít calo, nhờ vậy mà nó có thể phù hợp với nhiều người hơn sữa bò. Trước đây, khi nhắc tới sữa thực vật, sữa đậu nành thường được coi là sản phẩm thay thế tuyệt vời cho sữa bò bởi hương vị ngon và hàm lượng dinh dưỡng cao. Cùng với nhu cầu tăng cao của người tiêu dùng cho các loại sữa thực vật, các loại sữa làm từ các loại ngũ cốc hay hạt đang được phát triển nhiều hơn. Bài viết này sẽ tổng hợp các thức uống thay thế sữa bò cùng với những cải tiến công nghệ đã được sử dụng để giúp cải thiện chất lượng của chúng, cũng như đưa ra những nghiên cứu có thể hỗ trợ trong quá trình phát triển sữa thực vật trong tương lai.
Khái niệm sữa thực vật
Sữa thực vật được chế biến thông qua việc nghiền nát các loại hạt hay ngũ cốc, lọc ra một loại chất lỏng mà sau đó được đồng hóa để có được thành phẩm có bề ngoài và kết cấu giống như sữa. Các loại sữa thực vật có thể được chia thành 5 loại chính, đó là: sữa làm từ ngũ cốc (sữa yến mạch, sữa gạo, sữa ngô), sữa làm từ cây họ Đậu (sữa đậu nành, sữa đậu phộng), sữa làm từ các loại quả hạch (sữa hạnh nhân, sữa hạt phỉ, sữa dừa), sữa làm từ hạt (sữa mè đen, sữa hạt lanh), sữa làm từ ngũ cốc nguyên hạt (“pseudo-cereals”) (sữa diêm mạch).
Các loại sữa thực vật phổ biến
Sữa yến mạch
Sữa yến mạch đang là một trong những loại sữa thực vật được quan tâm nhiều nhất vì nó có khả năng đem lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe. Yến mạch được sử dụng để chế biến sản phẩm thay thế sữa nhờ hàm lượng các chất dinh dưỡng cao. Yến mạch rất giàu chất xơ hòa tan, đặc biệt là β-glucan (2.3–8.5 %) – một dưỡng chất có khả năng giúp giảm lượng đường và cholesterol trong máu. Ngoài ra, yến mạch cũng là nguồn cung cấp dồi dào các chất dinh dưỡng khác như chất đạm (11–15 %), chất béo (5–9 %) hay tinh bột (60 %). Đây cũng là một loại ngũ cốc chứa nhiều các hóa chất thực vật (“phytochemical”) tốt cho sức khỏe như là chất chống oxy hóa và polyphenol.
Tuy nhiên, việc sản xuất sữa yến mạch lại gặp phải khó khăn do tinh bột với hàm lượng cao trong yến mạch có thể bị keo hóa trong quá trình nấu sữa ở nhiệt độ cao, từ đó gây ảnh hưởng đến kết cấu của thành phẩm sữa. Một trong những giải pháp để giữ độ lỏng của sữa yến mạch là thủy phân tinh bột bằng enzyme để hạn chế sự keo hóa. Quá trình sản xuất sữa yến mạch bao gồm pha trộn và nghiền nát yến mạch với nước với tỉ lệ 1 kg yến mạch : 2,7 kg nước, xử lý hỗn hợp yến mạch-nước với alpha amylase ở nồng độ 2,1 % (w/w), và lọc lấy sữa. Bên cạnh đó, một vấn đề của việc thay thế sữa bò bằng sữa yến mạch là sữa yến mạch thường không cung cấp đủ lượng canxi cần thiết như sữa bò. Giải pháp cho vấn đề này là bổ sung các dưỡng chất cần thiết vào sữa yến mạch để nó có khả năng được dùng thay thế cho sữa bò.
Sữa đậu nành
Sữa đậu nành là thức uống đã được dùng từ lâu để thay thế sữa bò, nhất là khi nguồn cung cấp sữa bò không được dồi dào hay đối với những người không uống được sữa bò. Không chỉ vậy, nhờ những tính chất như giá thành rẻ, giàu giá trị dinh dưỡng, không chứa lactose hay cholesterol, và có nguồn gốc từ thực vật, sữa đậu nành còn được sử dụng thay các sản phẩm từ sữa bò trong việc sản xuất nhiều thực phẩm khác nhau như làm chất nhũ hóa trong mayonnaise để những sản phẩm này có thể phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng hơn như người ăn chay trường, những người dị ứng lactose hay những người có vấn đề về tim mạch.
Sữa đậu nành đặc biệt chứa một hoạt chất là isoflavone (estrogen có nguồn gốc từ thực vật) mà có khả năng ngăn ngừa và cải thiện các bệnh như ung thư, các bệnh về tim mạch hay bệnh loãng xương. Ngoài ra, sữa đậu nành rất giàu acid béo không bão hòa đơn và đa, do đó sữa đậu nành được cho là tốt cho sức khỏe tim mạch. Các hóa chất thực vật như phytostyrols với khả năng giảm cholesterol trong máu cũng có trong thành phần hạt đậu nành. Hạt đậu nành trung bình chứa một lượng lớn chất đạm (40 %) cùng với dầu (20 %) và tinh bột (35 %)
Trong quá trình sản xuất sữa đậu nành theo quy trình truyền thống, thành phẩm sữa đậu nành thường không thể bảo quản lâu và có mùi đậu đặc trưng. Quy trình sản xuất sữa đậu nành ngày nay đã áp dụng nhiều kỹ thuật và máy móc hiện đại để không chỉ tăng thời gian bảo quản, giảm mùi đậu đặc trưng mà còn gia tăng giá trị dinh dưỡng cho sữa đậu nành. Các kỹ thuật để làm giảm mùi ngai ngái của đậu có thể kể đến như hút chân không ở nhiệt độ, xay nóng, trần hạt đậu trong nước sôi, ngâm kiềm, sử dụng chiết xuất protein từ đậu thay vì dùng cả hạt đậu hay bổ sung thêm các sản phẩm phụ gia. Tuy nhiên, một vấn đề trong việc tác dụng nhiệt lên sữa đậu nành đó là nó có thể khiến protein đậu nành biến đổi cấu trúc hay kết tủa, do đó làm giảm độ hòa tan của protein trong nước và ảnh hưởng không tốt đến kết cấu của sữa đậu nành. Do đó, kỹ thuật trường xung điện (“pulsed electric field processing – PEF) – một kỹ thuật chế biến thực phẩm không tác dụng nhiệt – đã được áp dụng để giải quyết vấn đề đó trong việc sản xuất sữa đậu nành.
Sữa hạnh nhân
Hạnh nhân là một trong những loại quả hạch được tiêu thụ phổ biến nhất, do vậy đây chính là một nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sữa thực vật. Hạnh nhân là loại quả hạch rất giàu chất dinh dưỡng. Đặc biệt đây là nguồn cung cấp một loại vitamin mà cơ thể con người không thể tự sản xuất là vitamin E. Bên cạnh đó, hạnh nhân cũng chứa nhiều chất chống oxy hóa như alpha tocopherol và các khoáng chất có lợi cho sức khỏe như canxi, mangan, potassium, kẽm, photpho hay đồng. Hạt hạnh nhân cũng chứa nhiều chất xơ hòa tan có thể là nguồn thức ăn cho các loại vi khuẩn có lợi trong đường ruột như bifidobacterial hay Eubacterium. Do đó, việc ăn hoặc uống các sản phẩm có chứa hạnh nhân có thể giúp chống oxy hóa hay kích thích hệ tiêu hóa. Bên cạnh đó, hạnh nhân tuy chứa nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là chất béo, nhưng lại không chứa nhiều calo, vậy nên cũng phù hợp cho những người cần quan tâm về lượng calo nạp vào cơ thể.
Quá trình sản xuất sữa hạnh nhân bao gồm nấu hỗn hợp bột hạnh nhân đã được lọc dầu với nước cùng với hydrocolloid như chất ổn định ở 90 °C cho đến khi được bột đã hòa tan hoàn toàn, sau đó hỗn hợp này sẽ tiếp tục được nghiền và được ly tâm để loại bỏ hoàn toàn những phần không hòa tan. Thành phẩm sau đó sẽ được khử trùng ở nhiệt độ cao (UHT – ultra-high temperature) và hòa tan ở áp suất lớn, sau đó là được để nguội và đóng gói trong bao bì đã được khử trùng.
Sữa dừa
Sữa dừa là thức uống gắn liền với ẩm thực các nước Đông Nam Á bởi nó không chỉ là một loại đồ uống mà còn được sử dụng trong nhiều món ăn từ món chính đến món tráng miệng để làm tăng hương vị hay thay đổi kết cấu món ăn. Sữa dừa cũng là một loại thức uống chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin như vitamin C và E và khoáng chất như sắt, canxi, potassium, mangan và kẽm. Nhờ chứa một lượng lớn chất xơ hòa tan nên sữa dừa cũng có công dụng giúp kích thích hệ tiêu hóa. Bên cạnh đó, sữa dừa cũng chứa một hoạt chất là lauric acid có trong sữa mẹ và có khả năng hỗ trợ phát triển não bộ, giúp tăng cường hệ miễn dịch và đảm bảo độ đàn hồi của mạch máu để thúc đẩy tuần hoàn máu. Các hoạt chất chống oxy hóa trong sữa dừa như vitamin E cũng có thể hỗ trợ ngăn ngừa lão hóa.
Cách thức giúp cải tiến chất lượng và độ tin dùng của người tiêu dùng với sữa thực vật
Cải thiện tính ổn định của sản phẩm
Sữa thực vật thường tồn tại ở hệ huyền phù bao gồm nhiều thành phần không hòa tan mà phân tán lơ lửng như các hạt rắn thu được từ quá trình nghiền nát nguyên liệu thô, hay các phân tử protein và tinh bột hay các phân tử chất béo không tan trong nước. Do vậy, một vấn đề của việc bảo quản sữa hạt là hiện tượng tách lớp khi những phân tử rắn này lắng xuống đáy. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng công nghệ để làm giảm kích thước của các hạt pha phân tán và tăng độ hòa tan. Quy trình sản xuất sữa đậu nành hay sữa đậu phộng truyền thống thường bao gồm việc sử dụng máy nghiền lỏng (“colloid mill”) để làm điều này. Tuy nhiên, một vấn đề là thành phẩm sau khi sử dụng máy nghiền lỏng cần được tiệt trùng bằng nhiệt để tiêu diệt các vi sinh vật có thể làm hỏng sữa, và nhiệt độ cao có thể làm biến đổi tính chất của các chất dinh dưỡng có trong sữa hạt. Ngày nay, đồng hóa áp suất cao (“UHPH - Ultra high pressure homogenization”) là một trong những công nghệ tiềm năng nhất để giúp tăng tính ổn định của các sản phẩm sữa thực vật. Công nghệ này có thể vừa làm giảm kích thước của các hạt pha phân tán mà không cần sử dụng đến nhiệt độ cao, do vậy vẫn có thể giữ được chất dinh dưỡng trong sữa hạt. Bên cạnh đó, ở áp suất cao, những vi sinh vật gây hại đến chất lượng của sữa cũng sẽ được tiêu diệt gần như hoàn toàn. Ngoài ra, tính ổn định của sữa thực vật cũng có thể được cải thiện nhờ các chất nhũ hõa và chất ổn định. Việc lựa chọn các chất phụ gia phù hợp thường dựa vào thành phần của từng loại sữa thực vật và độ pH.
Loại bỏ mùi vị không mong muốn trong sữa thực vật
Một vấn đề khiến sữa thực vật không phải là sự lựa chọn của nhiều người tiêu dùng là hương vị đặc trưng của nguyên liệu thô ở thành phẩm sữa sau cùng. Mùi vị đặc trưng này thường là do một vài chất đặc trưng nào đó ở nguyên liệu thô. Ví dụ như ở sữa đậu nành, mùi vị đậu đặc trưng mà có một vài người thích, một vài người lại không thích là do một lượng lớn các acid béo không bão hòa và một loại enzyme gọi là lipoxygenase có khả năng oxy hóa các acid béo không bão hòa này. Một vài phương pháp phổ biến để loại bỏ mùi đậu đặc trưng này là khử hoạt tính của các enzyme này, khử mùi hay át mùi bằng các hương liệu tự nhiên hoặc nhân tạo.
Cải thiện thời hạn sử dụng và bảo quản
Nguồn chất dinh dưỡng dồi dào trong sữa thực vật không chỉ có lợi cho con người mà còn là nguồn thức ăn cho các loại vi sinh vật sinh sôi, do vậy ảnh hưởng tiêu cực đến thời hạn bảo quản của sữa thực vật. Xử lý bằng nhiệt luôn là phương pháp đã được sử dụng từ lâu để tăng thời hạn bảo quản của thực phẩm nói chung và cũng có thể được áp dụng cho sữa thực vật. Tuy nhiên, khi áp dụng các phương thức xử lý bằng nhiệt với sữa thực vật, thời gian và nhiệt độ cần được điều chỉnh sao cho phù hợp để không phá hủy các chất dinh dưỡng hay làm thay đổi màu sắc cũng như kết cấu của sữa. Sữa sau khi được xử lý có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng (nếu sữa được tiệt trùng ở 121o C) hay trong tủ lạnh (nếu sữa được thanh trùng ở nhiệt độ dưới 100o C), tùy theo phương thức xử lý nhiệt. Tuy nhiên, phương thức xử lý bằng nhiệt thường khó có thể áp dụng rộng rãi lên các loại sữa làm từ các loại thực vật có chứa nhiều tinh bột như sữa yến mạch hay sữa gạo do tinh bột có thể bị keo hóa ở nhiệt độ cao, làm tăng độ nhớt. Những loại sữa kể trên cần được xử lý bằng các phương thức không sử dụng nhiệt như xử lý bằng áp suất cao hay kỹ thuật trường xung điện.
Kết hơp các loại sữa thực vật
Cùng với nhu cầu tăng cao của người tiêu dùng, các loại sữa thưc vật ngày nay đang được kết hợp với nhau để làm ra thành phẩm không chỉ có giá vị dinh dưỡng cân bằng mà còn có mùi vị hợp khẩu vị của nhiều đối tượng khách hàng hơn.
Bổ sung chất dinh dưỡng vào sữa thực vật
Sữa bò là một nguồn cung cấp dưỡng chất, đặc biệt là chất đạm và canxi đối với con người. Sữa thực vật ngày nay đang được coi như một sản phẩm thay thế hoàn hảo cho sữa bò bởi tính giàu dinh dưỡng, giá thành rẻ và phù hợp với những người theo chế độ thuần chay. Tuy nhiên, không phải loại sữa thực vật nào cũng có thể thay thế sữa bò hoàn toàn, đặc biệt là đối với trẻ nhỏ, bởi đa phần các loại sữa thực vật đều không chứa nhiều chất đạm hoặc canxi bằng sữa bò. Thậm chí, nhiều quốc gia có điều luật rằng các loại sữa thực vật chứa ít chất đạm hơn sữa bò cần được đính nhãn rằng những loại sữa này không thể thay thế hoàn toàn sữa bò hay sữa mẹ đối với trẻ em dưới 5 tuổi. Do vậy, việc bổ sung các chất dinh dưỡng, khoáng chất và các vitamin cần thiết vào sữa thực vật là cần thiết để sữa thực vật có thể trở thành phiên bản thay thế gần hơn của sữa bò.
Định hướng nghiên cứu trong tương lai
Sữa thực vật đang ngày càng trở nên phổ biến hơn trong thị trường thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm tốt cho sức khỏe. Do vậy, các nghiên cứu nhiều về công nghệ sản xuất vào bảo quản sữa hạt cần được quan tâm và triển khai nhiều hơn để các sản phẩm sữa thực vật có thể vừa phù hợp với nhu cầu và khả năng chi trả của nhiều đối tượng khách hàng hơn, đặc biệt là những người không thể tiêu thụ hoặc chi trả cho sữa bò. Các công nghệ không áp dụng nhiệt đã được sử dụng thường xuyên trong sản xuất sữa bò như xử lý bằng áp suất cao hay sóng điện cũng cần được nghiên cứu và áp dụng nhiều hơn trong sản xuất sữa thực vật. Để sữa thực vật có thể hoàn toàn thay thế sữa bò, việc bổ sung các dưỡng chất cần thiết vào sữa thực vật cũng cần được nghiên cứu nhiều hơn.
Nguồn: Swati Sethi, S. K. Tyagi and Rahul K. Anurag (2016). Plant-based milk alternatives an emerging segment of functional beverages: a review. J Food Sci Technol. 53(9): 3408–3423. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5069255/?fbclid=IwAR1nK7kY5R1Z7hiT6VJkLmK7tR7SEfxROqsRpiggPVUJ0GQ2HKl4KBK1KPw
Sưu tầm và biên dịch: Lê Minh Nguyệt
Bộ môn Quản lý chất lượng và An toàn thực phẩm