Công nghệ sản xuất bơ từ sữa

MỤC LỤC Mục lục I/ TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ 1) Nguyên liệu 1.1 Cream 1.2 Vi sinh vaät 1.3 Caùc phuï gia 2) Quy trình công nghệ sản xuất bơ 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men 11 3) Bơ thành phẩm 12 3.1 Các tiêu chất lượng sản phẩm 12 3.2 Baûo quaûn 12 II/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÔ 13 1) Các thiết bị trùng 13 1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng 13 1.2 Thieát bị trao đổi nhiệt dạng ống 16 1.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng phận khuấy trộn học 19 1.4 So sánh nhóm thiết bị 22 2) Các thiết bị lên men 23 2.1 Caáu taïo chung 23 2.2 Nguyên lý hoạt động 24 2.3 Giới thiệu số thiết bị 24 3) Các thiết bị tạo hạt bơ (churning) 24 3.1 Thiết bị hoạt động gián đoạn 24 3.2 Thiết bị hoạt động liên tục 27 4) Các thiết bị bao gói 30 III/ SẢN PHẨM 34 Công nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1) Định nghĩa 35 2)Phân loại 35 3) So sánh 36 3.1 Sản phẩm nước nước 36 3.2 Phương pháp chế biến: 36 3.3 Hàm lượng muối (%) sản phẩm 36 3.4 Hàm lượng chất béo 37 3.5 Trạng thái cấu trúc 37 3.6 Thành phần đặc biệt bổ sung thêm 37 3.7 Tính sử dụng 38 3.8 Cách xử lý nguyên liệu cream 38 3.9 Sản phẩm mang tính văn hoá truyền thống 38 3.10 Sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng- huy chương 38 3.11 Nguồn gốc 39 4) Sản phẩm: 39 4.1 Sản phẩm nước Châu Âu 39 4.2 Sản phẩm nước Pháp 42 4.3 Nước Ai-len 44 4.4 Ucrina 50 4.5 Mỹ 52 4.6 Nước Anh 54 4.7 Nước Ấn Độ 55 4.8 Bơ Nga 56 4.9 Butter in Japan 56 5.Hướng phát triển sản phẩm 56 5.1 Làm đa dạng hóa sản phẩm cách tạo hình dạng bơ khác nhau, bổ sung gia vị tao hương vị thơm ngon 56 5.2 Sử dụng quy trình sản xuất bơ liên tục 58 5.3 Tạo dịng sản phẩm béo 58 5.4 Điều chỉnh thức ăn cho bò để tao dòng sản phẩm bơ phết 60 5.5 Những hướng phát triển sản phẩm tạo dòng sản phẩm đặc trưng phù hợp với yêu cầu chuyên biệt việc sản xuất loại sản phẩm khác 60 Tài liệu tham khảo Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I/ TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ: 1) Nguyên liệu: 1.1 Cream: Nguyên liệu sản xuất bơ cream Các nhà máy sản xuất bơ thu nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi phương pháp ly tâm thu mua cream từ nhà máy chế biến sữa khác 1.1.1 Các tiêu chất lượng cream: ¾ Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm tiêu: cảm quan, hóa lý, vi sinh ™ Chỉ tiêu cảm quan: hai tiêu quan trọng là: • Mùi • Vị => Không có mùi vị lạ, đặc biệt mùi ôi chất béo bị oxy hóa ™ Chỉ tiêu hóa lý: • Hàm lượng chất béo: thường dao động khoảng 35 – 40%, 12% • Chỉ số iod: - Nếu số iod cao (lớn 42), bơ thành phẩm có cấu trúc mềm - Nếu số iod thấp (nhỏ 28), bơ trở nên cứng khó phết lên bánh sử dụng => Dựa vào giá trị số iod nguyên liệu, nhà sản xuất thay đổi thông số công nghệ thích hợp để chất lượng bơ thành phẩm ổn định đạt yêu cầu • Dư lượng kháng sinh, chất tẩy rửa công nghiệp: không chứa chất => Do chất ức chế hoạt động vi khuẩn lactic kéo dài thời gian lên men Hơn nữa, hàm lượng sản phẩm trao đổi chất vi khuẩn giống tạo không cân đối ảnh hưởng không tốt đến hương vị sản phẩm ™ Chỉ tiêu vi sinh: hàm lượng vi sinh vật (VSV) cream thấp tốt • Nhóm vi khuẩn ưa lạnh: người ta thường ý đến nhóm vi khuẩn chúng có khả sinh tổng hợp enzym lipase chịu nhiệt Trong trình trùng cream, hầu hết VSV bị tiệu diệt Tuy nhiên, lipase từ vi khuẩn ưa lạnh giữ hoạt tính nhiệt độ 100°C (Luquet, 1986) Enzym xúc tác trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo nguyên liệu => Giải pháp: tiến hành trùng sữa tươi nhập nhà máy bảo quản sữa nhiệt độ thấp ( – 4°C) trước đem vào chế biến Chế độ trùng 63 – 65°C 15 giây Khi nhóm VSV ưa lạnh – nguồn sinh tổng hợp lipase chịu nhiệt – bị tiêu diệt hoàn toàn Nếu nhà máy điều kiện trùng sữa tươi thu mua phải tiến hành làm lạnh bảo quản sữa Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com – 4°C Trong thời gian tối đa 24 tiếp theo, ta phải thực trình thnah trùng sữa 1.1.2 Xử lý cream có độ chua cao: ¾ Trong trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt, độ chua cao (15 – 20°D) cần tiến hành xử lý cream trước đưa vào sản xuất bơ ™ Các phương pháp: • Rửa cream nước với tỉ lệ cream/nước 1/2 (v/v), sau tiến hành ly tâm để tách nước • Trung hòa để làm giảm độ chua nguyên liệu cream, hóa chất thường dùng CaO, Ca(OH)2 1.2 Vi sinh vật: Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD Thường gặp Streptococcus diacetylactis Leuconostos citrovorum Trong trình lên men, acid lactic, chúng sinh tổng hợp hợp chất dễ bay aldehyde acetic, diacetyl, acetoin… Các hợp chất tạo cho sản phẩm bơ hương vị đặc trưng 1.3 Các phụ gia: ™ Chất màu: Màu sắc bơ hợp chất carotenoides định Thông thường, vào mùa đông hàm lượng hợp chất sữa thấp mùa hè nên bơ thành phẩm có màu nhạt Người ta cho phép sử dụng số chất màu thực phẩm sản xuất bơ Ví dụ Pháp, chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau phép sử dụng: • Curcumine (E100) • Lactoflavin (E101) • Cochenille (E120) • Indigotine (E132) • Chlorophylle(E140) • Caramel (E150) • Carbomedicinalis vegetalis (E153) • Carotenoides (E160) • Anthocyane (E160) ™ Muối NaCl: yêu cầu độ tinh không thấp 99,7% ™ Chất chống oxy hóa: phổ biến làgallat propyle, gallate octyl, gallate dodecyl, butyl hydroxy anisol (BHA) butyl hydroxy toluen (BHT) Hàm lượng sử dụng thường không 0,01% ™ Các gia vị khác: Để đa dạng hóa sản phẩm bơ thị trường, nhà sản xuất sử dụng số gia vị khác Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc vào thị hiếu người tiêu dùng quy định nước Ví dụ Pháp, người ta cho phép sử dụng gia vị tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh hương… sản xuất bơ Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2) Quy trình công nghệ sản xuất bơ: 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men: 2.1.1 Thanh trùng: ™ Mục đích: tiêu diệt hệ VSV ức chế hoạt tính enzym cream ™ Phương pháp thực hiện: • Nhiệt độ trùng thường sử dụng 90 – 95°C thời gian tối đa 15 – 20 giây Nếu cream có chất lượng tốt, người ta thường gia nhiệt nhanh nguyên liệu đến 95°C làm nguội Nếu tăng nhiệt độ thời gian trùng hiệu trình tăng Tuy nhiên, cream có mùi nấu ảnh hưởng xấu đến chất lượng bơ thành phẩm • Trường hợp cream có mùi lạ: - Sử dụng phương pháp khí điều kiện chân không để tách cấu tử dễ bay khỏi cream Quá trình khí kết hợp thực với trình trùng cream - Quy trình thực hiện: ƒ Đầu tiên, cream bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng để gia nhiệt lên đến 78°C ƒ Tiếp theo, cream đưa vào bồn chân không để thực trình khí Áp lực chân không cần hiệu chỉnh cho nhiệt độ sôi cream bồn dao động quanh giá trị 62°C Khi cấu tử dễ bay tách khỏi cream ƒ Cuối cùng, cream đưa trở lại hệ thống trao đổi nhiệt mỏng để gia nhiệt tiếp lên đên 95°C làm nguội Ở châu Âu, vào mùa hè sữa tươi thường có mùi hành nhóm họ hành mọc phổ biến đồng cỏ Khi trình khí cream sản xuất bơ cần thiết Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cream Vi khuẩn lactic Thanh trùng Nhân giống Cấy giống Lên men xử lý nhiệt – lạnh Muối Tạo hạt bơ (churning) xử lý Bao bì Bao gói Sữa bơ (buttermilk) Bơ lên men Hình 1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.1.2 Cấy giống vi sinh vật: Các nhà máy sản xuất bơ sử dụng sinh khối vi khuẩn lactic dạng sấy thăng hoa hãng chuyên sản xuất giống VSV cung cấp Nếu không, họ tự nhân giống để phục vụ sản xuất ™ Cấy giống VSV: • Môi trường nhân giống: phổ biến sữa gầy Trước nhân giống, sữa gầy trùng 90 – 95°C thời gian 15 – 30 phút • Nhân giống: - Ta sử dụng phương pháp nhân giống theo nhiều cấp để có đủ số tế bào vi khuẩn cấy vào cream - Các thông số kỹ thuật: ƒ Nhiệt độ: 20°C ƒ Thời gian nhân giống cho cấp: – 10 - Canh trường VSV thu có độ chua 18 – 20°SH, số tế bào vi khuẩn lên đến 109 tế bào/ml Những sản phẩm trao đổi chất quan trọng vi khuẩn canh trường acid lactic, diacetyl acid acetic Chúng ảnh hưởng đến hương vị bơ thành phẩm ™ Tỉ lệ giống cấy: phụ thuộc số iod nguyên liệu nhiệt độ lên men, tỉ lệ giống cấy thường khoảng – 7% (v/v) 2.1.3 Lên men xử lý nhiệt lạnh: Quá trình lên men xử lý nhiệt – lạnh diễn song song 2.1.3.1 Lên men: ™ Mục đích: Sử sụng vi khuẩn lactic để sinh tổng hợp acid lactic sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua hương vị đặc trưng cho cream ™ Điều khiển trình lên men: • Tốc độ acid hóa cream chế độ xử lý nhiệt ảnh hưởng đến cấu trúc bơ thành phẩm • Yêu cầu kỹ thuật: Sau trình lên men - Độ chua phần không béo cream cần đạt quanh giá trị 36°SH - Hàm lượng diacetyl cream khoảng 1,0 – 1,5ppm ™ Thiết bị: thiết bị hình trụ có cánh khuấy phận hiệu chỉnh nhiệt độ 2.1.3.2 Xử lý nhiệt lạnh: ™ Mục đích: kết tinh lượng chất béo có cream ™ Nguyên tắc thực hiện: Do cream chứa hỗn hợp chất béo có điểm nóng chảy khác nên nhiệt độ kết tinh chúng khác Tốc độ kết tinh độ tinh khiết tinh thể phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt Thông thường, người ta dựa vào số iod cream để chọn chế độ xử lý nhiệt – lạnh tối ưu Khi bơ thành phẩm cấu trúc cứng mềm Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Baûng 1: Chế độ xử lý nhiệt lạnh lượng giống cấy cho trình lên men cream tương ứng với số iod khác nguyên liệu (Bylund Gosta, 1995) Chỉ số iod < 28 28 – 29 30 – 31 32 – 34 35 – 37 38 – 39 > 40 Chế độ xử lý nhiệt – laïnh (°C) – 21- 20 – 21 – 16 – 20 – 13 – 19 – 12 – 17 – 11 – 15 – 10 20 – – 11 Lượng giống cấy (%v/v) 2–3 5 Baûng 2: Aûnh hưởng tỷ lệ chất béo lỏng chất béo rắn cream đến độ cứng bơ thành phẩm (Luquet, 1985) Lượng chất béo lỏng (% TF) 85 55 Lượng chất béo rắn (% TF) 15 45 65 – 78 22 - 35 Cấu trúc bơ thành phẩm Bơ mềm Bơ cứng Bơ có độ cứng vừa phải, dễ phết lên bánh ™ Phương pháp thực hiện: • Các tượng: - Làm nguội chậm: Trong trình trùng cream 90 – 95°C, tất hạt cầu béo trạng thái lỏng Khi làm nguội cream xuống 40°C, số phân tử chất béo bắt đầu kết tinh Nếu ta làm nguội cream xuống nhiệt độ thấp với tốc độ chậm, trình kết tinh kéo dài tinh thể béo xuất với độ tinh khiết cao Tuy nhiên thời gian dài nên hàm lượng sản phẩm tạo vị chua hương cho bơ sinh tổng hợp vi khuẩn lactic cream không đạt tỷ lệ cân đối mong muốn Trong thực tế sản xuất , ta cần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo phương pháp làm nguội nhanh - Làm nguội nhanh: Khi làm nguội nhanh, trình kết tinh chất béo cream diễn nhanh Tuy nhiên, trườn hợp này, số tinh thể chất béo thu không đạt độ tinh khiết cao gọi “tinh thể hỗn hợp” (mixed crystals) Đó phân tử triglycerid có điểm nóng chảy thấp bị nhốt Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa http://www.ebook.edu.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tinh thể triglycerid có điểm nóng chảy cao Khi tỷ lệ khối lượng chất béo thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo (TF) cream giảm bơ thành phẩm có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh sử dụng => Giải pháp kỹ thuật: Để khắc phục tượng trên, sau giảm nhiệt độ cream để kết tinh phần chất béo, người ta nâng dần nhiệt độ lên để triglycerid có điểm nóng chảy thấp hóa lỏng tách khỏi “tinh thể hỗn hợp” Cuối cùng, tiến hàn hạ nhiệt độ cream không thấp lần hạ nhiệt độ để tái kết tinh chất béo Khi số triglycerid tiếp tục kết tinh, nhiên độ tinh khiết tinh thể cream tăng, số “tinh thể hỗn hợp” giảm Ta đạt tỷ lệ phần trăm lượng chất béo lỏng so với tổng khối lượng chất béo cream (TF) mong muốn Sau cùng, người ta hạ nhiệt độ hỗn hợp xuống – 6°C giữ khoảng Theo Luquet (1985), giải pháp kỹ thuật làm giảm độ tổn thất chất béo theo sữa bơ giai đoạn tạo hạt bơ Bảng 3: Thành phần acid béo sữa Acid béo A butyric A caproic A caprylic A capric A lauric A myristic A palmitic A stearic A oleic A linoleic A linolenic A arachidonic % tổng lượng acid béo 3,0 – 4,5 1,3 – 2,2 0,8 – 2,5 1,8 – 3,8 2,0 – 5,0 7,0 – 11,0 25,0 – 29,0 3,0 – 7,0 30,0 – 40,0 2,0 – 3,0 < 1,0