Luận văn tốt nghiệp tổng quan tài liệu về qui trình công nghệ sản xuất sữa đặc có đường

Luận văn tốt nghiệp tổng quan tài liệu về qui trình công nghệ sản xuất sữa đặc có đường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TONG QUAN TAI LIEU VỀ QUY TRÌNH CÔNG

NGHỆ SAN XUẤT SUA DAC CÓ ĐƯỜNG

GVHD : Th.S HUỲNH THẾ VIÊN SVTH : NGUYỄN SĨ KHOA MSSV : 103110070

THU VEEN | resem, thang 1 - 2008

*

NA ÔÖÔÖÔÖD' nan 1 1.1.2 D6 nh6t 17 .nốna 1

1.1.3 Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng -. -cerereerrrreee 2

Na án 6 .ố.ố 3

1.1.5 — Độ dẫn điện -+cccsererrrtrrrrrterterrrrrrirrirririirriiire 4

1.1.6 Nhiệt dung (tỷ nhiỆt) -¿-«csssnHhhhHhH208121811010111011110e 4

1.1.7 Độ dẫn nhiệt - - - 5 Sàs*+rtrtrrrrEEEE T 0.1nn1T 5 1.1.8 Hệ số dẫn nhiệt độ -5 2522222222 E12 tri 6 1.2 TÍNH CHÁT HÓA HỌC [2,3,5] -55<©c2+cserettetrtersrrterrerrrrreririiriie 6

1.2.1 — Đường lactOse -++nreneererreitrrrttrrtrrrrrrrrrrrrerre §

1.2.2 Các hợp chất có chứa nitƠ -¿ +++2cxttetrrtrtrtrtrriiirirriirririirriiii 9

1.2.2.1 le — 9 1.2.2.2 x0120:8.1087: 017 10 1.2.2.3 EnZVIN€ 5 (993 91 1 9 HH 2111112111111 11 01011111100 11 I1 3Š.$3$3d aốaố na 13 1.2.4 4115200107777 ` nan 15 1.2.5 4i 0 CC .c co 16 1.2.6 HOLrMone 0 T7 — 16

cm — 16 1.2.8 Các hợp chất khác - 7+ + +2 trtt21212T11 1.1.1.1 17

1.3 THU NHAN, VAN CHUYEN VA BAO QUAN SỮA TƯƠI NGUYÊN

LIỆU 18

1.3.1 Sơ đồ thu nhận, vận chuyển và bảo quản sữa tươi nguyên liệu [6] 18

1.3.1.1 Thuyết minh sơ đồ [6| -c -ssrrerrrrrrrrrrerreeererre 19

1.3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của sữa tươi nguyên liệu [6] . - 20 1.3.2 Quá trình bảo quản sữa tươi trước khi chế biến [1,2,5] - 22 1.3.2.1 le T012 r0 1n 22

1.3.2.2 Các biến đổi hóa học và hóa sinh -cereeereerrre 23 1.3.2.2.1 Thủy phân chất béo (lipolysiS) -:+sccerrrerrerrrierrrrere 23

1.3.2.2.2 Oxyhóa chất béo -c-<ccsecrerrrttrirrrteriirirrriiirrriie 23

1.3.2.2.3 Thủy phân protein (proteolysis) G1101 11111 ng 1 011.811.0 23 1.3.2.2.4 Phân hủy các acid am: - Ăn site 24 1.3.2.2.5 Các biến đôi hóa học và hóa sinh khác liên quan đến trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sỮa cccerrrereerrerrirrrrrrrertrrrrerrrrtrrrrrrrrerre 24 CHƯƠNG 2: TÔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CÁC LOẠI NGUYEN LIEU PHU

TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG -. - 25

2.5 CÁC NGUYÊN LIỆU KHÁC [6] . -2-52-5<+>++++t+rrerterrerserererrrere 31

2.6 KHẢ NĂNG THAY THÉ NGUYÊN LIỆU . -5 2+55+sts>eseeeterreree 32 CHUONG 3: TONG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SAN XUAT SUA DAC CO DUONG

In 1 1 33 3.1 Quy trình sản 3/11/1077 33 3.2 Thuyết minh quy trình [1,2,3,5,6] — Ô 35 3.2.1 Chuẩn hóa các thành phần nguyên liệu -. -5 5+>cntenerrsererrrrrrrreer 35 3.2.1.1 Trộn ĐộPt - +52 + +27 9.2.1 11.772.87.11 35 3.2.1.2 Trộn đường, ¿- ¿5555 +**t#t+thnhhhH 1.2.2.1 35 k? hon na 36 3.2.2 Quá trình ÏỌC - ¿ n2 th thnt221 210nnrtrrrrrrrerkre 36 3.2.2.1 Mục đích . - + c+ s2 Hình 12.11118001 1111101101 1.n1P 36 3.2.2.2 Cơ sở khoa học của quá trình ÏỌC - - -+-=s+‡setsetterrertrrrrertrrrre 36

3.2.2.3 Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống lọc -+ -++x++rsrreerrtrserrerrrrr 37

3.2.2.4 Những biến đỗi của sữa sau quá trình lọc -‹-t+rrrrrtrrserrerr 37

3.2.3 Quá trình đồng hóa - 52c S22+2rrrEtrrrritrrittriirrirrirrrrrriiriirir 37

3.2.3.1 Trước khi đồng hóa phải qua giai đoạn gia nhiệt sơ bộ -. - 37 3.2.3.1.1 Mục đích - «<< 11011011101enrrrrere 37 3.2.3.1.2 Cơ sở khoa học của quá trình gia nhiệt sơ bỘ -. - 37

3.2.3.1.3 Yêu cầu kỹ thuật - s 55<ccsetrrterrttrtrriiriitrrirriirririire 38

3.2.3.1.4 Những biên đổi của sữa sau quá trình gia nhiệt sơ bộ - 38

3.2.3.2 Quá trình đồng hóa -5-cccrerrertertrrtirriirrriireieirrrrierrtree 38

3.2.3.2.1 Mục đích của quá trình đồng hóa -5:+2cesreereerrerrrre 38

3.2.3.2.2 Cơ sở khoa học của quá trình đồng hóa -. -<-+-++++++ 39 3.2.3.2.3 Yêu cầu kĩ thuật . ¿- 5-5 + S+ ++*E# 2te121712 8 t1m 39 3.2.4 Quá trình thanh trùng - + +++++++++tettttetrrrrtrrriiiiiirrrrrrrree 40 3.2.5 Quá trình làm nguội — cô đặc chân không -+++ererererertr 40

3.2.6 Quá trình kết tỉnh . -c2Seecrrxrrrrrtrrttrrrrrrirrrirrriirrrriirrrrriir 41

3.2.7 Quá trình rót hộp, phun ÌNIfƠ 55+ s+seneeteetrtrtrtritrrrrtrrrrrrrerirrrre 42 3.2.8 Bảo quản cccrrerreeeriretrrtrrrrrrrritrirrrretrrrrrtrtrrrtrrrrrrrerrrrrrrrrrrerrrrr 42 3.3 Hệ thống thiết bị trong công nghệ sản xuất sữa đặc có đường [1,2,3,5.6] 42 k0 N0 007 42

3.3.1.2 Bơm chân không - 5< s2 nh 212100111 43

3.3.1.3 Bơm ly tâm -. «5< sen 4.18011180110010 43

3.3.2 Thiết bị lọc -: 2++2xxttrvxertrrketrrr.rt.111 1 mrniirrriir 44 3.3.3 Thiết bị đồng hóa (máy đồng hóa) -.ccerrrrrrnrerrrrererrrrrrrrrrdte 45

kc ốc n6 .ố.ố 47 3.3.4.1 Vi thanh trùng (thiết bị thanh trùng) gồm có 5 ngăn: . - 47

kí VĂO\ (8: 0 annaauana 48

3.3.5 Tháp cô đặc chân không ( Flashcooler) .-. -++-+reerrrtterrertertre 50 3.3.6 Tháp giải nhiệt nước ngưng tụ -seserertrtrtrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr 53 3.3.7 Hệ thống cấy lactOSe + c2 tt 53

4.1.1.2 Sữa đặc cacao có Ẩđường . - sen 1112112111111 55 4.1.1.3 Sữa đặc Ngôi Sao Phurong Nam eecessssesseserestssesseseenereeaenersnnences 56

4.1.1.4 Sữa đặc Ông Thọ, -¿ -5¿5c++2seccteteretrtrrrrtr.Erttritrrirrirriirrirrie 56

4.1.2 Sữa đặc có đường của công ty Dutch Lady . -«-sererereerererrrre 57

4.1.2.1 Trường Sinhh -. ¿5s ++++++2* tren t02121121111111 11T 57

4.1.2.2 Hoar pc ch — ênn 57

4.1.2.3 Cô Gái Hà Lan Cao Cấp -5csccstr2ttrrrrrrtrrrrrrrrrrrierikerrer 58

4.1.2.4 Cô Gái Hà Lan Dinh Dưỡng Hằng Ngày -ccnsereerreerie 58

4.2 TINH HINH TREN THE GIGI ou cccseeeseseeseseeseseeseseensessssseneseseenessnenreneaeeneseanenes 58 CHUONG 5 : CAC PHUONG PHAP KIEM TRA CHAT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM

SUA DAC CO ĐƯỜNG [1,5,6] - -5-©-2xtrrettrrrerserrrireirirrirrireirirrrrrrrrr 60

5.1 CÁC CHỈ TIÊU CHÁT LƯỢNG QUAN 19) c6 ¬ 60

5.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIÊM TRA SẢN PHẨM -+ ++rcsrree 60 5.3 KHẢO SÁT ĐỘ NHỚT VÀ MÀU SẮC CUA SUA DAC CO BUONG 61 5.3.1 DO DG oc cccecceseesssstesceseeseeeecssensssseseseseeesseseneeenerecssnsneassaenenensesenenenasaensnseseeny 61 5.3.1.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt sữa đặc . - 61 5.3.1.1.1 Nhiệt đỘ - - - cà Sà kh th 41111011111 62

5.3.1.1.2 Nguyên liệu sử dụng - -+s++trenetertretrrrrrrrrerirrrree 62

5.3.1.1.2.1 Bột sữa gầy và bột whey -cssrrrerrrrirerirrrrirriie 62

5.3.1.1.2.2 Đường saccharOS€ - s7 sen net 63

5.3.1.1.2.3 Chất béo -s-cs+ttHttrttrr 1.101 64 5.3.1.1.3 pH 2222222222c++tttEEEEEEE 11111 1111 tmmirriin 64 5.3.1.1.4 Áp suất đồng hóa . -252c+ctrrrtrrittrrttrrirtrriiiriiirrrrirre 64

5.3.1.1.5 Sự khuấy trộn - set 64

5.3.1.2 Nhận xét chung về sự biến thiên độ nhớt - -+z+ereere 65 c6 z8 ` 65

5.4 XU LY SAN PHAM KHONG PHÙ HỢP . - 5-5 cc+rsrereereriersrree 66

5.5 THU HÔI VÀ TÁI CHÉ SẢN PHẲM - ¿5-52 5<+se+ettererterertrrsrrrre 67 5.6 TON TRU, BAO QUAN ¬ 67 5.7 MỘT SÓ HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG THƯỜNG XẢY RA KHI BẢO QUẢN SỮA ĐẶC CÓ 918/9) 612 5 67 CHUONG 6: KÉT LUẬN, NHẬN XÉT VÀ KIÊN NGHỊ, -‹ - 69

MUC LUC HINH

Hinh 1.1 Thanh phan cac hgp chat chtra nito trong stta - 9

Hình 3.1 Thiết bị lọc được chọn 44 Hình 3.2 Thiết bị lọc một túi tháo rời 44 Hình 3.3 Thiết bị dang bat up kiểu mở, thoát cặn tự động -~-~- 45

Hình 3.5 Thiết bị đồng hóa một cấp 47 Hình 3.6 Thiết bị đồng hóa hai cấp 47 Hình 3.7 Thiết bị trao đổi nhiét dang vi (thiét bi thanh tring) - 49

Hinh 3.8 Hé théng thanh tring UHT trao đổi nhiệt bằng 6ng - 49

Hình 3.10 Thiết bị cô đặc chân không dạng màng 52

Bảng 1.2 Nhiệt dung riêng của sữa và các sản pham tir stta - 5

Bang 1.3 Độ dẫn nhiệt của sữa va một số sản phẩm từ sita - 5

Bang 1.4 Hệ số dẫn nhiệt của sữa và một số sản phẩm tir stta - 6

Bảng 1.6 Thành phần hóa học của sữa từ các loài động vật khác nhau - 7

Bang 1.7 Tính chất sinh hóa của một số loại protein sữa -~~~~~~~¬¬~~~" 11

Bảng 1.11 Phân loại sữa bằng phương pháp thử hoạt lực enzyme reductaza - 2 Ï

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn chất lượng sữa bột gay cao cap ADMI - 26

vi

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tông hợp được từ các hợp chất có trong máu, sữa có đầy đủ dinh đưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm bổ sung dinh dưỡng cho cơ thể nhất là trẻ

Sơ sinh

Ý tưởng về một sản phẩm chế biến từ sữa có thêm đường đã có từ đầu thế kỷ 19 Và

cho đến nay không ai trong chúng ta lại không biết đến sữa đặc có đường Đây là một sản

phẩm có ứng dụng rất lớn trong đời sống và sản xuất, từ quy mô công nghiệp như sản xuất bánh bông lan, bánh flan, kẹo đến quy mô gia đình như làm bánh, pha các loại sinh tố, nước giải khát, café và ngày nay còn được dùng thay cho sữa mẹ, va b6 sung thành phần dinh dưỡng cho cơ thể mỗi ngày.Vì đây là một sản phẩm cung cấp khá nhiều năng lượng do sự

điều chỉnh, bổ sung về hàm lượng chất dinh dưỡng ngoài các chất dinh dưỡng quý giá có

trong sữa nguyên liệu ban đầu Chính vì tầm quan trọng và ứng dụng rộng rãi của nó mà công nghệ sản xuất sữa đặc không ngừng được cải tiến, máy móc, thiết bị luôn được hiện đại hóa

để đảm bảo chất lượng sữa luôn thỏa mãn, đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng

Ngày nay với xu hướng dân số của thế giới ngày càng tăng, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao Chính vì thế nhu cầu về mặt dinh dưỡng cho con người phải ngày càng cao, ở đây sản phẩm sữa có thể đáp ứng được điều đó do nó có giá trị dinh dưỡng cao, tăng sức đề kháng cho trẻ em, chống sự lão hóa da và giúp da luôn tươi trẻ, nhưng số người nghèo lại một tăng vì thế mà sản phẩm sữa đặc sẽ đáp ứng được phân nào nhu câu của họ

vil

1.1 TINH CHAT VAT LY [1,5]

1.1.1 Ty trong

Tỷ trọng của sữa và một số chất lỏng khác tương tự nhau là tỷ số giữa khối

lượng sữa ở 20°C và khối lượng của nước ở 4°C có cùng thể tích (dao4)

Phụ thuộc vào các thành phần của sữa, tỷ trọng dao động trong khoảng từ

1,026 — 1,032 g/cm (trung bình là 1,029) Một số thành phần làm tăng tỷ trọng của sữa

như protein, gluxit, chất khoáng (tỷ trọng > 1) Còn hàm lượng chất béo lại làm giảm tỷ trọng của sữa Do đó, nếu sữa có nhiều chất béo thì tỷ trọng sẽ thấp hơn

Một số thành phần của sữa có tỷ trọng như sau:

Tỷ trọng của sữa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như thời gian mang thai, điều kiện sống và giống gia súc Sữa đầu chứa lượng protein lớn nên tỷ trọng có thê đạt 1,040 thậm chí còn có thể cao hơn, về gia súc bị ốm thì tỷ trọng có giá trị thấp hơn bình thường

1.1.2 Độ nhớt

Độ nhớt của sữa thường được xác định theo tỷ số so với độ nhớt của nước và

gọi là độ nhớt tương đối Giá trị trung bình 1,8 cP (centipoa) Theo đơn vị quốc tế, độ

nhớt đo bằng pascan.giây (Pa.s) tức là Ns/m? Thực tế thường dùng đơn vị là poa

1 cP (centipoa) = 1 N/m?

Chương 1: Nguyên liệu chính

1 P (poa) = 0,1 Ns/m? (pascan.giay) 0,01 P = 1 cP (centipoa)

Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là protein còn các muối lactose không ảnh hưởng tới độ nhớt Hàm lượng chất béo càng cao thì độ nhớt càng tăng

Độ nhớt phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ Khi nâng nhiệt độ đến 60°C, độ

nhớt giảm rõ rệt, ở nhiệt độ cao hơn độ nhớt lại tăng Độ nhớt giảm khi nhiệt độ đun

đến 60°C là do tăng tốc độ chuyển động của các phân tử (tính chất chung của phần lớn

các dung dịch) Còn khi đun trên 60°C (thanh trùng, tiệt trùng ) độ nhớt lại tăng lên do

Sự thay đổi hóa lý của các protein khiến cho các phân tử của chúng lớn lên

Khi cô đặc sữa trong thiết bị cô đặc chân không, độ nhớt tăng gấp 2-3 lần Đặc biệt sữa cô đặc có đường có độ nhớt đến 30-40 poa Sau khi bảo quản 2-6 tháng ở 25-28°C, giá trị này tăng lên tới 100-475 poa Khi cô đặc, độ nhớt tăng là do nồng độ chất khô, do tính chất lý hóa của protein thay đổi và đối với sữa đặc có đường còn do đưa một lượng lớn đường vào

1.1.3 Áp suất thấm thấu và nhiệt độ đóng băng

Đối với sữa, áp suất thâm thấu tương đối én định và trung bình vào khoảng 6,6

at ở 0°C Áp suất thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactose và muối phân bố ở dang phan ttr va ion Cac chất protein ít ảnh hưởng, còn chất béo hầu như không ảnh hưởng tới áp suất thẩm thấu

Bảng 1.1 Áp suất thẩm thấu của một số thành phần của sữa [1]

re 3 Phan trim so Khoi lugng Hàm lượng Ap suat thâm

Thanh phan , với tổng số

Phân tử % thâu, at ,

áp suat Lactose 342 4,7 3,03 46

Natri clorua 58,5 0,1 1,33 19

Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,555°C, có thể dao động từ -0,540 đến -

0,590°C Nhiệt độ này tương đối ổn định nên có thể dùng để xác định độ thật của sữa

Giữa áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng có mối quan hệ chặt chẽ Từ nhiệt độ

đóng băng ta có thể tính được áp suất thâm thấu theo định luật Boyle - Mariotte: 1 phan

tử gam vật chất trong 1 lít dung dịch gây ra một áp suất 22,4 at Nhiệt độ đóng băng của

dung dịch đó so với nước bị giảm đi 1,86°C Ở nhiệt độ đóng băng của sữa là —

0,555°C, áp suất thâm thấu là:

Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng sẽ thay đối khi sữa bị thêm nước

hoặc khi lấy sữa từ gia súc bi ốm, từ gia súc có mang Áp suất thâm thấu của sữa rất gần với áp suất thâm thấu của các dung dịch sinh hóa khác của gia súc như máu, mật

Do đó, nếu áp suất thâm thấu của các dung dịch trong cơ thể gia súc ốm thay đổi thì áp

suất thẩm thấu của sữa cũng thay đôi

1.1.4 Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt của sữa không ôn định Nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố mà

trước hết là thành phần hóa học, nhiệt độ và thời gian bảo quản Sức căng bề mặt ở ranh

giới giữa không khí và plasma có ý nghĩa lớn đối với quá trình chế biến sữa

Sự tạo thành bọt trong quá trình sấy, cô đặc sữa, tạo thành bơ và hàng loạt

công đoạn khác nữa đều có mối liên quan với sức căng bề mặt sữa

Don vi: dyn/cm Don vi quéc té: N/m

1 dyn/em = 1.10° N/m

Sức căng bề mat cia stta nguyén 1a 42,4 — 46,5 dyn/cm, đối với sữa gầy là 47,2 — 51,9 dyn/cm (của nước 72,7 dyn/cm)

Lactoza không đóng góp tích cực vào độ dẫn điện bởi phân tử của nó không phân li thành ion và không có điện tích Casein và các protein khác có điện nhưng do kích thước lớn, các phân tử chuyển động chậm, làm tăng ma sát bên trong của dung dịch và do đó làm giảm độ dẫn điện Các cầu mỡ cũng làm giảm độ dẫn điện

Độ dẫn điện của sữa là 46.10^Q (có thể dao động từ 38.10 đến 60.10) Độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian có thai, giống gia súc, bệnh tật

1.1.6 Nhiệt dung (tỷ nhiệt)

Nhiệt dung riêng được xác định băng lượng nhiệt cần để đun nóng 1 đơn vị

khối lượng 1 kg lên 1°C

Đơn vị quốc tế: J/kg.K

Khi hàm lượng chất béo tăng, nhiệt dung của sữa phải giảm vì nhiệt dung của

chất béo thấp hơn nhiệt dung của nước Tuy nhiên, trong khoảng 10 — 20”C thì nhiệt

dung tăng khi hàm lượng chất béo tăng Điều đó có thé giải thích như sau: trong khoảng nhiệt độ này, một phần mỡ sữa ở dạng rắn nên một phần nhiệt phải chỉ phí cho việc chuyền trạng thái từ rắn sang lỏng Ở nhiệt độ cao hơn, khi toàn bộ mỡ sữa ở trạng thái

lỏng, nhiệt dung sẽ giảm khi hàm lượng chất béo tăng

C=C,B + Ccx(1-B), kcal/kg.°C

Cạ — nhiệt dung của nước, kcal/kg.°C

B - hàm lượng nước, % Cex — nhiệt đung của chất khô, kcal/kg.°C Thường Ccx = 0,25 — 0,35 kcal/kg.°C Nhiệt dung riêng của sữa và một số sản phâm từ sữa

Bảng 1.2 Nhiệt dung riêng của sữa và các sản phẩm từ sữa (kcal/kg.°C) [1]

Độ dẫn nhiệt là lượng nhiệt đi qua một đơn vị mặt phẳng trong một đơn vị thời

gian khi chênh lệch nhiệt độ của các mặt phẳng vật chất đó là 1°C

Độ dẫn nhiệt của sữa chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học, cầu trúc sản

phẩm và nhiệt độ Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt chậm hơn

Bảng 1.3 Độ dẫn nhiệt của sữa và một số sản phẩm từ sữa (kcal/m.h.°C) [1]

Bơ được sản xuất theo:

- Phương pháp dây chuyền 85,0 0,136 0,201

1.2 TINH CHAT HOA HOC [2,3,5]

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein

và các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamine, hormone, các chất màu và khí

Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật,

điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết )

Bang 1.5 Sự thay đối hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [2]

Các thành phân chính Khoảng biên thiên Giá trị trung bình

lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87% Phần lớn lượng nước ở trong sữa có thể thoát

ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nước ở sữa tươi nguyên liệu để chế biến

thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển, bảo quản hơn

sữa tươi

Tổng các chất khô (Total solids-TS hoặc Dry matter-DM) được hiểu là hàm

lượng các chất còn lại trong sữa sau quá trình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng

nước (dạng không liên kết) có trong sữa Đại lượng này thường được biểu diễn dưới

dạng phần trăm (%) khối lượng

Chat khé khéng béo (Solids non fat - SNF): là hiệu số giữa tông các chất khô (TS) và hàm lượng chất béo trong sữa Từ bảng 1.5, ta suy ra giá trị trung bình của hàm

lượng chất khô không béo trong sữa bò là 13.0 — 3.9 = 9.1%

Bảng 1.6 Thành phần hóa học của sữa từ các loài động vật khác nhau (2% khối

lượng) [2|

Tế “ene Casein — huyet Chat béo Cacbonhydrat khoáng Người 1.2 0.5 0.7 3.8 7.0 0.2 Ngựa 2.2 1.3 0.9 1.7 6.2 0.5

Bò 3.5 2.8 0.7 3.7 4.8 0.7 Trâu 4.0 3.5 0.5 7.5 4.8 0.5

Dê 3.6 2.7 0.9 4.1 4.7 0.8 Cừu 5.8 4.9 0.9 7.9 4.5 0.8

Dang f-lactose anhydrous C¡;HazO¡¡ (phân tử B-lactose khan)

Tỷ lệ hàm lượng giữa œ-lactose monohydrate và B-lactose anhydrous trong sữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa

Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên.Ngoài lactose, trong sữa bò còn có glucose (hàm lượng trung bình 70mg/]), galactose (20mg/1)

và các hợp chất glucid chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine, acid N-acetyl neuraminic Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa đã khử trùng thường sam hon stra chưa khử trùng, đồng thời lactose con cé thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) dé tao thanh hop chất melanoidin có màu sẫm

Dưới tác dung cua vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic có thể chuyền hóa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai

Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phémai

Sữa bò chứa khoảng 4.6% đường lactose, là loại đường chỉ tìm thấy trong thành phần của sữa Nó thuộc nhóm chất hydratcacbon, là đisaccharide chứa hai monosaccharit là galactose và glucose Đường lactose tan trong nước dưới dạng phân tử trong dung dịch Lactose ít ngọt hơn 30 lần so với đường mía

Phan doan protein

trong micelle (đông

Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 75+85%, œ- lactalbumin chiếm khoảng 12% và §-lactoglobulin chiếm khoảng 6% trong toàn bộ lượng protein trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng

kể

1.2.2.1 Casein

Là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tén tai dudi dang micelle

Mỗi micelle chứa khỏang 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate) Trong sữa có các loại casein khác nhau như : œ- casein, B-casein, K-casein, y-casein

œs-casein và -casein không tan trong sữa tươi Các protein này chứa nhóm photphate (trong đó photpho chiếm khoảng 0.8% trong toan casein) va nhém photphate này kết hợp với ion Ca?" Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa œ„- casein va B-casein két khoi va két tủa

Chương 1: Nguyên liệu chính

Hai phân tử casein có thể tồn tại một cách ôn định trong sữa là đo có sự hiện diện của y casein Casein không ton tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt mixen có kích thước từ 0.003um đến 0.3um Trung bình mỗi hạt chứa hàng ngàn phân

tử œ casein và B casein Hiệu quả bảo vệ của y casein có thể là do nó góp phần gia tăng điện tích âm của hạt mà không kết hợp với ion Ca”

Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô Trong thành phần

chất khô casein chiếm khoảng 93% va mudi (cha yếu là canxi photphat) chiếm khoảng 7%

1.2.2.2 Protein hòa tan

B-lactoglobulin, a-lactalbumin, peptone-proteose, immunoglobulin Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng (membrane protein) Hàm lượng của chúng rất thấp Membrane protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt béo, góp phần làm ôn định hệ nhũ tương trong sữa

a-lactalbumin: còn gọi là albumin của sữa Hàm lượng œ-lactalbumin trong sữa không nhiều, khoảng 0.5-1.0% tùy theo từng loại sữa Trong sữa non có nhiều œ- lactalbumin hơn trong sữa thường Khác với casein, ơ-lactalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan Dưới tác dụng của nhiệt độ cao œ-lactalbumin bị đông tụ Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh hơn Các enzyme làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ œ-lactalbumin Sau khi đông tụ, œ-lactalbumin mắt khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi

B-lactoglobulin: còn gọi là globulin của sữa Hàm lượng B-lactoglobulin ở trong sữa khoảng 0.1-0.2% tùy từng loại sữa ƒ-lactoglobulin cũng có nhiều trong sữa

non dưới dạng hòa tan Nó cũng bị đông tụ khi nhiệt độ tăng và không bị đông tụ dưới

tác dụng của enzyme làm đông tụ casein Sau khi bị đông tụ, B-lactoglobulin cing mat khả năng hòa tan lại trong nước

10

Bảng 1.7 Tính chất sinh hóa của một số loại protein sữa

i le % tre iém đã 4 Số lượn

Protein Tilé%trén Điêm đăng Trọng lượng phân ong

càng đa dạng và hoạt tính enzyme sẽ càng cao

Lactoperoxydase: enzyme này luôn có trong sữa động vật, nó do tuyến vú tiết

ra Enzyme xúc tác phán ứng chuyển hóa oxy từ hydrogen peroxyde (H;O;) đến các chất oxy hóa khác Enzyme có pH tối thích là 6.8 Trong sữa non, hàm lượng enzyme thường cao hơn Khi đun nóng sữa đến 80°C trong vài giây, lactoperoxydase sẽ bị vô

hoạt

11

Chương 1: Nguyên liệu chính

Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo Enzyme này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước và oxy tự do Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh chứa một lượng catalase rất thấp Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao Catalase bị vô hoạt ở 75°C sau thời gian

1phút hoặc vô hoạt ở 65-68°C sau 30phút

Lipase: người ta tìm thấy một hệ enzyme lipase trong sữa bò Chúng xúc tác thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phóng ra các acid béo tự do Sự thủy

acid béo này làm cho sữa có mùi ôi khét và mùi kim loại

Phosphatase: Cac phosphatase tim thấy trong sữa chủ yếu thuộc về nhóm phosphomonoesterase Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa acid phosphoric và glycerin Có hai dạng phosphomonoesterase trong sữa : phosphatase

kiềm và phosphatase acid

Phosphatase kiềm có pH tối thích là 9.6 Một trong những tính chất đặc trưng

của phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hóa của nó Sau quá trình thanh trùng, nếu ta

kiểm tra ngay mẫu sữa thì không phát hiện thay hoat tinh phosphatase kiém Tuy nhién,

sau một thời gian bảo quản, trong sữa sẽ xuất hiện trở lại hoạt tính enzyme này Người

ta gọi đây là hiện tượng tái hoạt hóa của phosphatase kiềm và đến nay vẫn chưa tìm được lời giải thích rõ ràng về hiện tượng này Để tránh hiện tượng hoạt hóa của phosphatase kiềm, ta cần làm lạnh nhanh sữa sau quá trình thanh trùng và bảo quản sữa

ở nhiệt độ thấp (2°C) Một số nghiên cứu cho rằng, sự có mặt của ion Ca?” và Mg” thúc đây quá trình tái hoạt hóa enzyme, ngược lại, các ion cobalt, đồng và niken lại kìm hãm hiện tượng này

Phosphatase acid: enzyme này có pH tối thích là 4.7 và là enzyme bên nhiệt nhất trong sữa Để vô hoạt nó hoàn toàn, ta cần gia nhiệt sữa đến 96°C và giữ ở nhiệt độ này trong thời gian tối thiểu 1a Sphut Phosphatase acid bi v6 hoat boi NaF

Lysozyme: đó là một glucosaminidase (hay muramidase) có phân tử lượng

khoang 14000+18000Da va là một enzyme bền nhiệt Lysozyme xúc tác phản ứng thủy

phân liên kết B giữa acid muramic và glucosamine của mucopolysaccharide trong mang

tế bào vi khuẩn, từ đó gây phân hủy tế bào Lysozyme trong sữa bò hoạt động ở pH tối

12

thích là 7.9 Hàm lượng lysozyme trong sữa bò trung bình là 130ug/1, khoảng 3000lần

thấp hơn trong sữa người (400mg/])

Protease: Theo Humber và Alais (1979) thì có hai loại enzyme: protease acid

và protease kiềm được tiết ra từ tuyến vú Chúng thường liên kết với casein và cũng bị

kết tủa ở pH = 4.6 Các enzyme protease xúc tác phản ứng thủy phân protein, tạo các sản phẩm như proteose-pepfone, peptide và các acid amin tự do Sản phẩm thủy phân là

y-casein va cdc phân đoạn proteose-pepfone có phân tử lượng khác nhau Cac protease acid có trong sữa có pH tối thich 1a 4.0, con protease kiềm hoạt động mạnh nhất ở pH = 7.5+8.0 Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 80C sau 10 phút

` À Hàm lượng (% so với ae Thanh phan tổng khối lượng lipid) Ghi chú Lipid don giản: 98.5

- Glyceride: triglyceride diclycerid 95+96 ,

glyceride "

- Cholesteride 0.1 La ester cua acid béo va

0.03 cholesterol

- Ceride Là ester của acid béo và

0.02 rượu cao phân tử Lipid phirc tạp 1.0

Chương 1: Nguyên liệu chính

Bảng 1.9 Thành phần các acid béo trong sữa |2]

„ % so với tông Nhiệt độ Trạng thái vật

Tên acid béo So nguyên lượng acid béo nóng chảy lý ở nhiệt độ

Acid bao hoa: 19

bò hàm lượng béo khoảng 3.9%

Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy từng con vật, thời gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa Các hạt chất béo kích thước lớn thì để tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ Khi để sữa yên lặng một thời gian,

các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa

14

Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo chưa no Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic) Chất béo của sữa cũng dễ

xảy ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần và tính chất như quá trình

thủy phân, quá trình oxy hóa, làm giảm dần chất lượng của sữa và nhiều khi làm

Nhóm 2: hợp chất với sphingosine (C¡sHx;NO?)

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.1 + 20um Trong 1ml sữa có khoảng 10+15 tỷ hạt cầu béo Do đó, ta có thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Các hạt cầu béo được bao bọc bởi một lớp màng lipo-protein tích điện âm Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa

Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein Phân tử phospholipid có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm cầu; đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo

Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có

xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin

Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đây archimede và tạo nên váng sữa Khi đó trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid; pha đưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một sô chât hòa tan trong sữa như đường lactose, khoáng, một sô protein

Chương 1: Nguyên liệu chính

Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là

calci, phosphore và magie Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại

tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa

Các nguyên tố khoáng khác như: kali, natri, clore đóng vai trò là chất điện ly (electrolyte)

Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như: Zn, Fe, I, Cu, Mo Chúng cần

thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người

1.2.5 Vitamin

Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm

lượng các vitamin không cao lắm Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loai gia suc

Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E,

K ), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin Bị, Bz, Biz, C, PP )

Bảng 1.10 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò [2]

oo ` ¬ Hàm lượng _ Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Vitamin (mg/l) Vitamin (ug/l)

Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác Lactose bị thủy phân sẽ cho một phân tử glucose và một phân tử galactose

16

Lactose Glucose Galactose

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sam hơn lúc chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thê kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sam

Dưới tác dụng của vị khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic có thê chuyền hóa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai

Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào việc sản xuất ra các sản phẩm chê biên của sữa như sữa chua, phémai

1.2.8 Các hợp chất khác

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO;, O; va No Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chất khác và dạng phân tán

Khí ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong các quy trình chế biến Do đó, sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến

TRƯỜNG BHỒL - KIÊN: ŸHUƯ VIEN

17 - 5D 4069 cả

Chương 1: Nguyên liệu chính

1.3 THU NHẬN, VAN CHUYEN VA BAO QUAN SUA TUOI NGUYEN

LIEU

1.3.1 Sơ đồ thu nhận, vận chuyền và bảo quản sữa tươi nguyên liệu [6]

Ỷ Người sản xuất sữa

1.3.1.1 Thuyết minh sơ đồ [6]

Muốn chế biến sữa hay bất kỳ sản phẩm nào của sữa ta cũng phải trải qua một

số công đoạn ban đầu như: Thu nhận, vận chuyển và làm lạnh bảo quản sữa tươi nguyên

liệu Công việc ban đầu tuy rất đơn giản nhưng lại ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản

phẩm, “Chỉ có thê chế biến các sản phẩm tốt từ nguồn nguyên liệu sữa tốt”

Việc thu nhận sữa có thể được tiến hành tại nhà máy hay các trạm thu mua trung tâm Sữa được vắt ra từ những con bò khoẻ mạnh, vắt vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường vào lúc sáng sớm hay chiều tối

Sữa sau khi vắt được người sản xuất đưa tới trực tiếp nhà máy hay tại các trạm thu mua sữa trung gian

Nếu sữa được đưa tới nhà máy trực tiếp, sữa được nhân viên kiểm tra chất

lượng (Nhân viên QA) của nhà máy lấy mẫu để kiểm tra xác định các chỉ tiêu chất lượng của sữa thông qua các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hoá lí và chỉ tiêu vi sinh

Hiện tại nhà máy sữa Thống Nhất đang tiến hành thử theo trình tự sau:

Thử cảm quan: màu sắc, mùi, vị, trạng thái

Thử độ tươi của sữa và sự ôn định protein sữa bằng con

Lay mau thir vi sinh

Thử hoạt lưc lên men

Thử kháng sinh ( sử dụng phương pháp Copan Milk Test )

Thử H;O;

Lấy mẫu thử khô — Béo

Trong quá trình thử trước khi lay mau nhân viên kiểm tra chất lượng lấy 200ml sữa đun nóng để nguội cho người giao sữa uống cảm quan đồng thời kí vào biên bản giao sữa giữa hai bên

Sau khi sữa được kiểm tra và lẫy mẫu lưu, nếu sữa đạt yêu cầu thì tiến hành cân sữa, làm sạch và làm lạnh sữa vào bồn tiếp nhận Căn cứ vào số lượng sữa và độ khô — béo của sữa để tính tiền cho người sản xuất sữa, nếu sữa không đạt chỉ tiêu chất lượng sữa sẽ được trả lại người sản xuất sữa

Nếu sữa được thu nhận tai trạm trung gian ta cũng tiến hành những biện pháp như trên nhưng sau khi sữa được làm lạnh sẽ được chứa vào xe bôn và trở về nhà máy

19

Chương 1: Nguyên liệu chính

Sau khi vận chuyển về nhà máy sữa sẽ được đo lại nhiệt độ bảo quản trên xe và tiến hành lấy mẫu thử lại như trên |

Hiện tại với quy mô sản xuất sữa của công ty sữa Việt Nam, với quy trình và quy mô lớn khi người nông dân mang sữa đến trạm thu mua hay nhà máy sữa được lấy

mẫu kiểm tra độ tươi, vi sinh vật tổng số và khả năng đông tụ protein Còn các chỉ tiêu

khác sẽ được làm tại phòng thí nghiệm của nhà máy

Sữa sau khi kiểm tra chất lượng sẽ được làm sạch, cân định lượng và làm lạnh (< 6°C) cang nhanh cang tốt để bảo quản sữa Vì sữa được vắt ra ở nhiệt độ khoảng 37C là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật phát triển gây hư hỏng sữa.vậy lên ta phải hạ nhiệt độ bảo quản xuống càng nhanh càng tốt và giữ 6n dinh trong suốt quá trình bảo quản

Sữa được bảo quản và chứa trong các bổn tiếp nhận được gọi là sữa tươi nguyên liệu

1.3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của sữa tươi nguyên liệu [6]

Sữa tươi nguyên liệu phải được lấy từ những con bò khoẻ mạnh không chứa vi khuẩn gây bệnh và có thành phần tự nhiên, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu cảm quan, hoá lí

Độ tươi của sữa

Không bị tủa với cồn 75” (đối với sữa dung sản xuất sữa tươi tiệt trùng)

v Không bị tủa với cồn 68” (sản xuất các sản phẩm khác)

20

Chỉ tiêu vi sinh

Thời gian mất màu xanh Mcthylen: > 90 phút

Thử lên men Lactic( pH= 4.0-5.0): dat sau 3 gio

Sữa là môi trường rất thích hợp cho vi sinh vat phat triển, do đó khi vi sinh vật xâm nhập vào sữa chúng sẽ phát tiễn rất nhanh chóng, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu nóng âm ở nước ta

Có nhiều vi sinh vật phát triển trong sữa, trong đó có các loại vi sinh vật làm chua sữa, loại vi sinh vật làm cho sữa có màu, loại vi sinh vật làm sữa có mùi hôi, ngoài

ra còn có một số loại vi sinh trùng gây bệnh và một số loại nắm men Người ta thường đặt thành 3 nhóm chỉ tiêu vi sinh như sau:

Tổng số vi khuẩn hiểu khí có trong 1ml sữa

Các loại vi trùng gây bệnh Các loại nắm mốc

Để sơ bộ xác định và phân loại sữa, người ta thường dùng phương pháp kiểm tra nhanh bằng cách dựa vào hoạt lực enzyme reductaza trong sữa Phương pháp này căn cứ vào mối quan hệ giữa số lượng vi khuẩn trong sữa và thời gian cần thiết để làm mat màu xanh metylen bởi enzyme reductaza được vi khuẩn tạo nên Lượng vi khuẩn càng nhiều thì thời gian mắt màu xanh của metylen càng thấp

Bảng 1.11 Phân loại sữa bằng phương pháp thử hoạt lực enzyme reductaza [6]

Loại I Loại II Loại II Loại IV

Thời gian mât màu xanh của Trên 5.5 Tir 2-5.5 Từ 0.5-2 < 1/3

_ etylen (giờ) -

(trigucon/ml) , , ¬ Chât lượng sữa Tôt Trung bình Xau Rat xâu

Ngoài ra du lượng kháng sinh thuốc thú y và thuốc bảo vệ thực vật phải theo

Chương 1: Nguyên liệu chính

Ngoài các chỉ tiêu trên thì sự ôn định của protein sữa và sự hiện diện của số lượng bào tử vi sinh vật trong sữa nguyên liệu đóng vai trò hết sức quan trọng Nó ảnh hưởng lớn đến cấu trúc sản phẩm, trang thái sản phẩm và thời gian bảo quản của sản phẩm sau này

Trong quá trình chế biến ta luôn sử dụng xử lí nhiệt lên sự ôn định của protein với nhiệt càng bền càng tốt Để tránh hiện tượng đông tụ protein Sự ồn định của protein sữa phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật trong sữa, hàm lượng các muối, thành phần thức

ăn và chu kì tiết sữa của động vật

Đối với các sản phẩm thanh trùng thì hàm lượng bào tử vi sinh vật trong sữa

lại là yếu tố quan trọng vì ở nhiệt độ thanh trùng ta không thể tiêu diệt hoàn toàn bào tử

vi sinh vật được vì có nhưng bào tử vi sinh vật chịu nhiệt vẫn có thể tồn tại và phát

trién

1.3.2 Quá trình bảo quản sữa tươi trước khi chế biến [1,2,5]

- Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý

và hóa sinh có thể diễn ra Tuy nhiên tốc độ các biến đồ trên phụ thuộc vào thành phần hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào các điều kiện

bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy )

1.3.2.1 Các biến đối sinh học

Sự trao đôi chất (metabolism) của hệ vi sinh vật có trong sữa được xem là biến đổi sinh học quan trọng nhất Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật sẽ phân giải và sử dụng một số chất dinh dưỡng có trong sữa Sự sinh trưởng của vi sinh vật sẽ làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi, vị )

Để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản sữa, ta cần sử dụng ba

biện pháp kết hợp dưới đây:

Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa tươi từ nơi thu hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng vi sinh vật

Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa được đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến hành thanh trùng sữa (nhiệt độ 63°C, thời gian 15 giây)

22

Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vặt đến trước khi chế biến phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt: nhiệt độ sữa không được lớn hơn 4°C, tránh sự khuấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa

1.3.2.2 Các biến đối hóa học và hóa sinh 1.3.2.2.1 Thủy phân chất béo (lipolysis)

97-98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride Cac hop chất này có thê bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase tạo sản phẩm là các acid

béo tự do, mono- hoặc triglyceride Việc thủy phân chất béo, giải phóng ra các acid béo

tự do, đặc biệt là các acid béo có phân tử lượng thấp như acid butyric, acid

caproic làm cho sữa có mùi ôi khét Thông qua hàm lượng các acid béo tự đo có trong sữa, ta có thể đánh giá mức độ quá trình thủy phân chất béo Sữa tươi được xem là có chất lượng tốt khi chỉ số acid không lớn hơn 0.5+0.8 meq/100g chất béo

1.3.2.2.2 Oxyhóa chất béo

Các acid béo không bão hòa có trong sữa rat dé bi oxy hóa tại vị trí các nỗi đôi trong phân tử của chúng Kết quả của quá trình oxy hóa này sẽ tạo ra các hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại (metallic flavour)

- Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo, ta cần hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trong sữa bằng phương pháp bài khí sữa trước khi bảo quản Bên cạnh đó, trong quá

trình bảo quản cần tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời Ta cũng có thé

sir dung cdc chat chong oxy héa nhu dodecyl gallate (E 312)

- Ngoài ra, quá trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ trên 80°C cũng hạn chế được quá trình oxy hóa chất béo

1.3.2.2.3 Thủy phân protein (proteolysis)

Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzyme protease Các sản phẩm thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ thủy phân và có thể là các polypeptide với

phân tử lượng khác nhau, peptide hoặc acid amin Một số peptide làm cho sữa có vị

đắng

Tuy nhiên, chính các protease do vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra (chủ yếu là

nhóm vi khuẩn cận ưa lạnh) mới gây nên những biến đối sâu sắc về thành phần protein

lẫn mùi vị của sữa Mức độ thủy phân proteincàng sâu sắc thì mùi vị của sữa càng bị biên đôi

23

Chương 1: Nguyên liệu chính

1.3.2.2.4 Phân hủy các acid amin:

Các phản ứng phân hủy acid amin thường gặp là đesamin hóa (desamination), decarboxyl hóa (decarboxylation) Sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là cetoacid, acid không bão hòa, acid béo bão hòa, khí NH;, CO¿ Chúng làm thay đỗi sâu sắc thành phần hoá hoặc và mùi vị của sữa

1.3.2.2.5 Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác liên quan đến trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa

Các vi sinh vật khác nhau có thể có những con đường trao đôi chất khác nhau

nhưng đều nhằm mục đích tạo ra năng lượng ATP và vật chất tế bào để phục vụ cho sự tồn tại và sinh trưởng của chúng trong môi trường sữa Kết quả của những chuyển hóa này cũng làm thay đối sâu sắc thành phần hóa học của sữa

24

CHUONG 2: TONG QUAN TAI LIEU VE CAC LOẠI NGUYÊN

LIEU PHY TRONG CONG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA ĐẶC CÓ

DUONG

2.1 BOT SUA [2,3,5,6]

Bột sữa là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất nhiều loại sản phẩm

từ sữa Có hai loại bột sữa là: bột sữa gầy (skimmilk powder: bột sữa đã tách béo), và

bột sữa béo (milk fat powder: còn gọi là sữa bột nguyên kem)

2.1.1 Bột sữa gầy

Là bột sữa thu được sau quá trình sấy khô (bằng sấy phun hay say mang trống ) sữa tươi nguyên liệu “đã tách béo” ta thu được bột sữa gọi là bột sữa gầy Tuỳ nguồn sữa, quá trình chiết tách mà thành phần cũng như chất lượng bột sữa gầy sẽ khác nhau tuỳ từng loại, từng quốc gia, nguồn sản phẩm

Whey là bột sữa thu được sau quá trình sấy khô (bằng say phun hay say mang trống ) sữa tươi nguyên liệu chiết tách phần lớn béo và đường lactose”ta thu được bột whey

Hiện nay do nguồn sữa của nước ta còn ít, chưa được chú trọng đầu tư nên lượng sữa trong nước chỉ đủ cung cấp sữa tươi nguyên liệu mà chưa tiến hành chiết tách làm các sản phẩm bột gầy hay bột whey Đa phần ta nhập các nguồn bột gầy hay bột whey từ nước ngoài về

Ta nhập bột gầy và bột whey đa phần từ các nước như: Mỹ, Úc, Balan

Sau khi nhập về nhân viên kiểm tra chất lượng của nhà máy tiến hành kiểm tra

các chỉ tiêu như hoá lí, sinh hoá và vi sinh

Hiện nay nhà máy sữa Thống Nhất sau khi bột sữa được nhập về bộ phận QA

tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu: cảm quan, 4m, kh6-béo, d6 Acid, độ cặn, chỉ số không

hoà tan, kháng sinh, sự ổn định protein, vi sinh và chỉ tiêu WPNI (whey protein nitrogen index) chỉ số whey protein không bị phân huỷ

Tất cả các chỉ tiêu trên đều được đơn vị cung cấp đảm bảo và có giấy chứng nhận chất lượng sản phẩm

25

Chương 2: Nguyên liệu phụ

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn chất lượng sữa bột gầy cao cấp ADMI (Mỹ)

Nhận xét: Đổi với bột sữa gầy dùng phương pháp sây phun đạt hiệu quả hơn

so với sấy màng về tất cả các chỉ tiêu

Trong các chỉ tiêu trên thì chỉ số WPNI của sữa bột đóng vai trò rất quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm sau này đăc biệt là cấu trúc của sản phẩm (như độ nhớt của sản phẩm sữa đặc có đường, sữa chua ) WPIN càng nhỏ thì độ nhớt càng tăng nhanh theo thời gian bảo quản làm chất lượng nhất là cấu trúc của sản phâm sau này Vì vậy trong quá trình chế biến ta phải đặc biệt quan tâm tới chỉ số này

Dựa vào chỉ số WPNI người ta chia bột sữa ra làm 3 loại: bột high Heat, Medium Heat và Low Heat Bột High Heat thường được dùng để chế biến các sản phẩm

có độ khô thấp, Medium Heat và Low Heat thường được dùng để chế biến các sản

phẩm có độ khô cao

Phụ thuộc vào mức độ xử lý nhiệt trước khi sấy, người ta phân loại sữa bột thành các chủng khác nhau phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ xử lý Sự biến tính whey protein phụ thuộc vào cường độ xử lý nhiệt, phần trăm whey protein bị biến tính được đánh giá bằng chỉ số whey protein không bị phân hủy (Whey Protein Nitrogen Index —

WPN]) trên một gam bột sữa Chỉ số WPNI có ảnh hưởng rất lớn đến độ nhớt của dịch

sữa thành phẩm và biến thiên độ nhớt theo thời gian cất trữ

Bảng 2.2 Các chúng loại bột sữa gầy sấy phun

Chủng loại Nhiệt độ / thời gian WPNI (mg/g) Extra — low heat ° ^ co

Low — heat powder (LH) < 70 C Không xác định

Medium — heat powder (MH) 70°C /' 15s 85°C / 20s 5.0 — 6.0 > 6.0

90°C / 30s 4.0 — 5.0 95°C / 30s 3.0 — 4.0

2.1.2 Bột sữa béo

Được sản xuất từ bột sữa đã chuẩn hóa chất béo, sau khi đã được chuẩn hóa

dịch sữa không nhất thiết phải đồng hóa nếu được khuấy trộn đều và không lẫn khí

trước khi bốc hơi hay trong khi bốc hơi và sấy phun Không như bột sữa gầy, bột sữa

béo không được phân loại Sữa dùng trong chế biến bột sữa béo thừơng được thanh trùng ở nhiệt độ 80 — 85°C để ức chế sự hoạt động của các enzyme phân hủy chất béo ảnh hưởng đến chất lượng bột sữa trong thời gian bảo quản

e Màu sắc: có màu trắng ngà hay màu vàng nhạt

e Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, mùi dễ chịu, có vị hơi ngọt

Các loài vi khuân gây bệnh (như: E.Coli, Coli Form ): không được có

Các phương pháp kiểm tra sữa bột nguyên liệu:

e Phương pháp xác định độ ẩm trên thiết bị Mojonnier hoặc trên máy say héng ngoai Mettler LJ 16

27

e Phương pháp xác định chỉ số không hòa tan

e Phương pháp xác định acid và độ pH bột sữa

e Phương pháp xác định độ cặn dơ bột sữa các loại

e Phương pháp xác định béo tự do trên bề mặt hạt sữa bột

e Phương pháp xác định cốm (cốm là những hạt sữa cứng màu vàng có kích thước lớn hơn hạt sữa bình thường)

để chế biến (Bao nhiêu sữa?, Bột gì?, tỉ lệ bao nhiêu?) để có chế độ thanh trùng đồng

hoá thích hợp Thường thanh trùng ở nhiệt độ cao, đồng hoá ở áp suất cao làm protein

biến tính mạnh làm độ nhớt của sản phẩm sẽ cao |

Tuy nhiên dựa vào giá trị thực tiễn để điều chỉnh các thông số cho phù hợp với

yêu câu công nghệ

2.2 ĐƯỜNG SACCAROZA(C¡;;H;;O;,) [3,5,6]

Đường được bổ sung vào sản phẩm nhằm mục đích tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng và áp lực thâm thấu trong sản phẩm cho phù hợp với thị hiểu người tiêu dùng và

tăng thời gian bảo quản của sản phẩm

Trong sữa đặc thường được dùng nhiều để bố sung lượng đường tăng độ khô,

áp lực thâm thấu lên sữa có thể bảo quản tốt trong thời gian dài mà không cần thông qua

e Tổng số vi khuẩn hiếu khí: < 200 kl/10g

e Tổng số bào tử nắm men, nắm mốc: <10kl/10g

e Hàm lượng kim loại nặng:

e Hàm lượng Asen (As) < 1 mg/kg

Lactose thường được dùng lại trong quá trình chế biến sữa đặc nó được dùng

dưới dạng mầm tỉnh thể dé điều khiển quá trình kết tinh lactose trong sữa đặc sao cho

kích thước tỉnh thể đạt theo yêu cầu công nghệ

Trước khi sử dùng làm mầm tinh thé lactose được sấy khô, nghiền nhỏ (kích

thước khoảng vài um) sau đó sấy lại và đưa vào quá trình kết tinh để điều khiển quá

29

Chương 2: Nguyên liệu phụ

trình kết tinh đạt đúng yêu cầu công nghệ (kích thước phân tử lactose sau cùng khoảng

e Phương pháp xác định độ ẩm trên thiết bị Mojonnier

e Phương pháp xác định độ acid của đường (RE, RS)

30

e Phương pháp xác định điểm kết tinh độ trong, độ bọt của dường (RE,

RS)

e Phương pháp xác định độ cặn dơ của đường RE, RS

e Phương pháp xác định đường khử (Phương pháp định tính) đường tính luyện RE

2.4 CAC PHU GIA [2,3,5,6]

Cac phy gia dung trong céng nghé chế biến và bảo quản sữa nhằm mục đích tăng giá trị cảm quan, tăng khả năng én định và thời gian bảo quản của sữa

Để hạn chế hiện tượng đông tụ protein dưới tác dụng của nhiệt độ ta thường sử dụng các muối disodium phosphat, trisodium phosphat hoặc sodium citrat để cân bằng các anion và cation trong sữa

Để ốn định cấu trúc sản phẩm, tránh hiện tượng tách béo, tách muối, tăng độ cứng, giảm độ nhớt, giảm độ tan chảy rong quá trình bảo quản các san phẩm ta thường sử dụng các chất ôn định khác nhau như: lecitin (chất tạo nhũ), carraghennan (chất tạo độ nhớt), các hợp chất phức tạo cấu trúc, ôn định hệ nhũ tương trong sữa

Tuỳ từng sản phẩm, thành phần nguyên vật liệu, mục đích bảo quản mà ta có thể sử dụng một hay nhiều chất ổn định trên một sản phẩm Đặc biệt trong sữa chat én định phải đảm bảo không gây ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất hoá lí đặc trưng của

sữa

Các chất ổn định hay phụ gia được cho vào phải được phép của bộ y tế cho phép dùng trong chế biến và bảo quản thực phẩm, đúng nồng độ, hàm lượng cho phép

2.5 CAC NGUYEN LIEU KHAC [6]

Trong quá trình chế biến ngoài những nguyên liệu chính trên Tuỳ từng loại sản phẩm, yêu cầu công nghệ của sản phẩm mà ta có thể bổ sung thêm một số nguyên vật liệu khác như:

° Dầu, bơ: bổ sung vào quá trình chế biến nhằm tăng hàm lượng chất béo trong sản phẩm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm

° Mứt trái cây, màu thực phẩm, hương thực phẩm: được bé sung vào nhằm tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan của sản phẩm tạo tính chất, mùi vị

đặc trưng của từng loại sản phẩm

31

Chương 2: Nguyên liệu phụ

Nói chung, nguyên liệu trong sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa cũng như

mọi sản phẩm thực phẩm khác rất đa dạng tuỳ vào mục đích công nghệ của sản phẩm

mà ta có những nguôn nguyên liệu khác nhau

2.6 KHẢ NANG THAY THE NGUYEN LIEU

Đối với các loại sản phẩm sữa UHT: sữa bột chỉ là nguyên liệu phụ dùng để

bổ sung vào sữa để điều chỉnh các chỉ tiêu khô béo cho phù hợp với thị hiểu cảm quan của người tiêu dùng, chứ không phải là nguyên liệu chính trong công nghệ chế biến sữa UHT

Đối với các sản phẩm sữa khác như: sữa đặc, sữa chua, kem, thì sữa bột là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất trong công nghệ

32