phân tích quy trình sản xuất sữa chua

phân tích quy trình sản xuất sữa chua

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách khoa Khoa Công nghệ Hóa học BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BK TP.HCM

PHÂN TÍCH HACCP CỦA QUY TRÌNH

SẢN XUẤT SỮA CHUA

GVHD: Cô ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO SVTH : HC07TP

Tháng 5 năm 2011

PHẦN 1: Mô tả sản phẩm

1 Thành phần, cấu trúc:

Sữa nguyên liệu: có thể là sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc…

Chất tạo ngọt: Glucid, sweetener

Chất ổn định: Gelatin, pectin, Agar-agar

Vi khuẩn lên men lactic: Streptococus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus

Thành phần Nồng độ Đơn vị

Khoáng

chất

Potassium 196,8 mg/100g yoghurt Magnesium 13,6 mg/100g yoghurt Calcium 133,6 mg/100g yoghurt Vitamin

và

cholest

erol

Alpha – tocopherol 76,7 µg/100g yoghurt

13 – cis - retin cól 3,1 µg/100g yoghurt Trans – retinol 3,3 µg/100g yoghurt Carotene 11,1 µg/100g yoghurt cholesterol 10,3 µg/100g yoghurt

không bị tách pha, màu sắc tươi sáng, mùi vị đặc trưng của sản phẩm

2 Đặc điểm hoá lý, vi sinh:

3,5%, pH = 4,6

tế bào vi khuẩn lactic 0,9%

3 Bao bì, phương pháp đóng bao bì:

Hũ nhựa polypropylene và giấy nhôm phải được tiệt trùng trước khi sử dụng

Sản phẩm được rót vô trùng vào hũ

4 Bảo quản, vận chuyển, phân phối:

Được chứa trong thùng carton trong quá trình vận chuyển và luôn được bảo quản lạnh

Bảo quản ở nhiệt độ 2 – 4oC, trong vòng 5 tuần

PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA

Bài khí

Sản phẩm

Sữa nguyên liệu Sữa gầy,

cream

Đường, sữa

cô đặc

Bảo quản lạnh

Rót vô trùng

& hàn kín

Lên men Thanh trùng Đồng hoá

Hiệu chỉnh SNF Chuẩn hoá

Giống

VSV

Hộp nhựa,

nắp nhôm

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA

CÓ XÁC ĐỊNH CÁC CCP

Bài khí

Sản phẩm

Sữa nguyên liệu Sữa gầy,

cream

Đường, sữa

cô đặc

Bảo quản lạnh

Rót vô trùng

& hàn kín

Lên men Thanh trùng Đồng hoá

Hiệu chỉnh SNF Chuẩn hoá

Giống

VSV

Hộp nhựa,

nắp nhôm

CCP1

CCP2

CCP3

SSOP

SSOP SSOPSS OP

2.1 Chuẩn hoá:

+ Mục đích:điều chỉnh hàm lượng chất béo

Hàm lượng béo cao rất dễ gây ra hiện tượng tách pha ở sản phẩm sữa chua

+ Thông số: Hàm lượng chất béo trong yaourt thành phẩm thường dao động trong khoảng 0,5 – 3,5%

+ Ngyên tắc thực hiện:

Nếu hàm lượng béo thấp ta tiến hành tính toán và bổ sung thêm cream Nếu hàm lượng béo cao ta tiến hành tính toán và tách bớt cream ra

+ Mục đích :xác định hàm lượng chất khô có trong sữa Thông thường sưã tươi có hàm lượng chất khô khoảng 11,5 – 12,7% Yếu tố này rất quan trọng Nó quyết định đến độ cứng của sản phẩm sữa chua tạo thành Theo Bourgeois và Larpent (1989), tổng hàm lượng chất khô tôí ưu cho quá trình lên me trong sản xuất yaourt là từ 14 – 16% Thực tế, mỗi nhà sản xuất sẽ chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình

Nếu hàm lượng chất khô quá thấp thì khả năng đông tụ của sản phẩm sữa chua sẽ rất thấp

Nếu hàm lượng chất khô quá cao thì sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứng cao

+ Giải pháp kỷ thuật:

- Cô đặc chân không: để làm bay hơi đi một lượng nhất định Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài khí, kết hợp cô đặc sưã trong điều kiện chân không hoặc thiết bị cô đặc sưã dạng màng rơi

Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10 – 20% Khi đó, tổng hàm lượng chất khô trong sưã sẽ tăng từ 1,5 – 3,0%

- Bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi : hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường không cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi

- Bổ sung sữa cô đặc vào sữa tươi

- Siêu lọc Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane Dùng sản phẩm không qua màng (retentate) thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi

2.3 Bài khí:

+ Mục đích:

Trong sữa có nhiều khí lạ cần được loại trừ nếu không sẽ phá vỡ mùi hương đặc trưng của sữa chua

Khi trong sữa có nhiều khí nóù sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt nghĩa là làm tăng chi phí cho quá trình sản xuất như bước thanh trùng, đồng hoá,………

Trong trường hợp thanh trùng sau khi đã đóng hộp, tại nhiệt độ thanh trùng thể tích của khí sẽ tăng lên làm vỡ hộp

Nếu bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm gia tăng lượng khí hoà tan trong sữa Khi đó, trong qui trình sản xuất bắt buộc phải có quá trình bài khí

-> Hàm lượng chất khí hoà tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt

+ Nguyên tắc thực hiện: kết hợp giữa nhiệt độ với áp lực chân không

+ Thông số kỷ thuật: T=70oC, áp suất tương ứng

+ Thiết bị gia nhiệt: ống lồng ống, bản mỏng tác nhân gia nhiệt là hơi nước

+ Mục đích: ổn định hệ nhủ tương, hạn chế tách pha chất béo trong quá trình lên men sữa và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm

+ Nguyên tắc thực hiện: sử dụng áp lực cao

+ Thông số kỷ thuật: T=55-70oC, P = 100-250 bar

+ Phương pháp thực hiên:

Đồng hoá toàn phần : 1 cấp hoặc 2 cấp

Đồng hoá một phần: dòng cream ( 10% max), dòng sữa gầy

+ Thiết bị: rất đơn giản chỉ cần có sự thay đổi tiết diện đột ngột tạo nên sự va đập, hiện tượng chảy rối, hiện tượng xâm thực

+ Mục đích: là tiêu diệt vi si vật gây bệnh và ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật và các enzym có trong sữa Ngoài ra, quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein sữa, đặc biệt là các whey protein Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản yaourt Theo Bylund Gosta (1995), đó là do β-lactoglobulin – thành phần chính trong whey protein-đã tương tác với κ -casein trong cấu trúc mecille làm cải thiện cấu trúc đông của yaourt

+ Phương pháp thực hiện: Chế độ xử lý là 90 – 95oC trong 3 – 5 phút

+ Thiết bị thanh trùng: ống lồng ống, bản mỏng

2.6 Cấy giống:

Trong sản xuất yaourt, người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng hình Hai loài phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Trong thực tế, chúng có thể sống cộng sinh với nhau (symbiosis) Hiện nay, các nhà máy sản xuất yaourt với năng suất lớn thường mua chế phẩm vi khuẩn lactic để sử dụng

+ Nguyên tắc thức hiện:

Dung dịch sữa sau khi thanh trùng cần được làm nguội xuống đến khoảng 420C (nhiệt độ này sẽ không làm ảnh hưởng đến chất lượng giống ) rồi tiến hành cấy giống vào với tỉ lệ 0.5 -7 %

+ Mục đích: để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng

+ Nguyên tắc: hoạt hoá vi khuẩn giống trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy

+ Thông số:

Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hoá dao động từ 9 – 12% Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cần phải được thanh trùng ở 90 – 95oC trong thời gian 30 – 45 phút

Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85 – 90oD Nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 43oC

+ Thiết bị: vô trùng có dạng hình trụ, đáy côn và được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ Sử dụng cánh khuấy trong một khoảng thời gian nhấât định để phân bố đều các tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa để quá trình lên men sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn

* Chú ý: Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống, nếu chưa sử dụng ngay

ta cần làm lạnh, giống để hạn chế sự gia tăng độ chua của canh trường gây ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic

Trường hợp giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh trường về nhiệt độ 10 – 12oC Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường nên được duy trì ở 5oC

Quá trình lên men được thực hiện trong bioreactor có các bộ phận điều khiển: nhiệt độ tự động, pH môi trường tự động

Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ T = 42oC, thời gian lên men t = 5

-6 h , pH = 4,5 – 4,6.

Bao bì thường được sử dụng: nhựa ( sữa chua đặc), giấy (sữa chua uống)

Yêu cầu của bao bì: + Kín

+ Phải vô trùng Thiết bị rót: cũng phải vô trùng

+ Mục đich: làm lạnh môi trường lên men để ổn định cấu trúc gel của sản

phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn

+ Nguyên tắc: Các bao bì chứa yaourt sẽ được đưa vào phòng làm lạnh để đưa yaourt về nhiệt độ 18 – 20oC trong vòng 30 – 40 phút

quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt độ 2 – 4oC

PHẦN 3: PHÂN TÍCH HACCP CỦA QUY TRÌNH SẢN XUẤT

SỮA CHUA DẠNG KHUẤY

3.1. Phân tích các mối nguy có trong quy trình sản xuất

3.1.1 Mối nguy từ nguyên liệu

Bảng 1: Các mối nguy tiềm ẩn trong nguyên liệu sản xuất yoghurt

Các

nguyên

liệu

được hình thành?

Biện pháp kiểm soát

Sữa (trữ

lạnh) Sinh học: vsv gây bệnh như Staphylococcus,

Mycobacterium, Listeria…

Vsv gây bệnh, sự sinh sôi của các mầm bệnh có trong sữa chưa chế biến

Co ́ Sữa sẽ được thanh trùng trong quá trình

chế biến

Hoá học: thuốc bảo vệ

thực vật, thuốc kháng sinh,

hoormon…

Thuốc bảo vệ thực vật, kháng sinh và hoormon không theo giới hạn cho phép

Có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và kết quả chứng nhân phân tích

Vật lý: kim loại, thuỷ tinh,

gỗ Sữa có thể chứa những mảnh kim loại, gỗ hay thuỷ tinh Có Sữa dược lọc trước khi bảo quản chế biến Sữa bột Sh: các bào tử kháng nhiệt

như Bacillus cereus,

Clostridium perfringen

Bào tử có thể có trong không khí và trong sữa bột Không có Nhà sản xuất kiểm soát qua hồ sơ và chứng nhân phân tích

Mua sữa bột từ công ty đạt HACCP Xây dựng SSOP để giảm nhiễm bẩn

Hh: thuốc bảo vệ thực vật Thuốc bảo vệ thực vật không nằm

trong giới hạn cho phép

Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và chứng nhận phân tích

Vl: kim loại, xơ sợi, đất đá Sữa bột có thể chứa đất đá, thuỷ

tinh, kim loại…

Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và chứng nhận phân tích Chất ổn

định Sh: bào tử của Bacillus, Clostridium Chất ổn định có thể bị nhiễm bẩn bởi các bào tử trong không khí Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích

Vl: kim loại và thuỷ tinh Kim loại, thuỷ tinh và các vật lạ

khác có thể xuất hiện Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích

Đường Vl: kim loại, xơ sợi, đất đá Đường chứa kim loại lẫn, các xơ sợi

từ bao đường

Có Đường sẽ được sàng qua sàng tách từ

và sàng tách tạp chất trước khi sử dụng Puree Sh: Samonella, E.coli Puree có thể chứa vsv gây bệnh Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và chứng nhận phân tích

Vl: kim loại, tạp chất Puree có thể chứa tạp chất lơ lửng Không có Puree sẽ được mua từ nhà sản xuất có

chứng nhân HACCP Hũ

nhựa

Sh: bào tử Bacillus,

Clostridium và các vsv gây

bệnh khác

Hũ có thể nhiễm bẩn bởi bào tử và vki khuẩn có trong không khí

Có Hũ nhựa sẽ được tiệt trùng bằng H2O2

và rót vô trùng

Vl: mảnh nhựa Mảnh nhựa vỡ có thể xuất hiện Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và chứng nhận phân tích

Giấy

nhôm

Sh: bào tử Bacillus và

clostridium

Bề mặt có thể bị nhiễm bởi bào tử và vi khuẩn trong không khí

Có Hũ nhựa sẽ được tiệt trùng bằng H2O2

và rót vô trùng Mảnh nhựa Mảnh nhựa và kim loại có thể xuất

hiện

Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ

sơ và chứng nhận phân tích

Môi

trường

nuôi

cấy

Sh: E coli, Bacillus,

Clostridium và các vsv gây

bệnh khác

Môi trường nuôi cấy có thể bị nhiễm chéo trong sản xuất

Co ́

Nước Sh: vi sinh vật trong nước Nước có thể chứa chất bẩn sinh học

và hoá học như thuốc bảo vệ thực

Không có Sử dụng nước đã xử lý Kiểm tra vi sinh

và hoá chất Hoá học: hoá chất từ môi

trường

3.1.2 Các mối nguy trong từng quá trình sản xuất

Bảng 2: Các mối nguy có trong quy trình sản xuất sữa chua dạng khuấy

tâm hay không ?

Biện pháp kiểm soát

Bài khí Mối nguy vật lý: vỡ

hộp

Thể tích khí còn lại trong bao bì tăng lên

Không (SSOP) T=70oC, áp suất chân

không tương ứng

Đồng hoá Mối nguy vật lý: sự

nhiễm bẩn ngẫu nhiên Sữa tiếp xúc với các bộ phận của thiết bị Không (SSOP) Vệ sinh thiết bị Thanh trùng Mối nguy sinh học: các

vi khuẩn chịu nhiệt Một số vi khuẩn chịu nhiệt có thể tồn tại ở nhiệt độ cao

Nước nóng không thể đạt đến nhiệt độ mong muốn

Cặn làm ngăn cản quá trình truyền nhiệt

Co (CCP)́ Nhiệt độ phải đạt đến 95oC

và giữ trong 5 phút

Kiểm tra nhiệt độ đầu vào và đầu ra

Lên men Mối nguy sinh học: các

VSV gây bệnh

Mối nguy hoá học: còn sót lại các chất CIP

Mối nguy vật lý: các cặn lắng

Thiết bị lên men có thể có các VSV gây bệnh và các cặn lắng dính trên thành thiết bị, còn sót lại các hoá chất CIP

Không (SSOP) Thiết bị lên men phải được

làm vệ sinh sạch sẽ sau mỗi mẻ lên men

Rót vô trùng Mối nguy sinh học: các

VSV gây bệnh có trong không khí

Mối nguy vật lý: bụi

Tủ rót vô trùng có thể chứa không khí chưa tiệt trùng và có lẫn bụi bẩn

Không (SSOP) Duy trì điều kiện vô trùng

bên trong tủ rót

Hàn kín Mối nguy sinh học: các

VSV gây bệnh

Mối nguy vật lý: bụi

Mối hàn bị hỏng có thể dẫn đến việc bị nhiễm bẩn vào sản phẩm trong quá trình vận

Co (CP)́ Tiến hành kiểm tra các mối

hàn bị hỏng bằng cách lấy các mẫu một cách ngẫu

Bảo quản lạnh

sản phẩm Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV

gây bệnh

Các vi sinh vật ưa ấm có thể

phát triển như Listeria. Co (CCP)

́ Nhiệt độ bảo quản không

được vượt quá 5oC

Thời gian sử dụng không quá 3 tuần

Vận chuyển lạnh Mối nguy sinh học: sự

phát triển của các VSV gây bệnh

Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển

Co (CP)́ Xe trữ đông phải có nhiệt độ

thấp hơn 5oC trước khi vận chuyển

Tủ lạnh trưng

bày sản phẩm Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV

gây bệnh

Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển

Không Cửa hàng có trách nhiệm về

tủ lạnh trưng bày sản phẩm

Bảo quản lạnh

cho đến khi tới

tay người tiêu

dùng

Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV gây bệnh

Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển

Không Người tiêu dùng có trách

nhiệm bảo quản lạnh (4oC)

do có ghi trên bao bì sản phẩm

3.2. Phân tích các điểm kiểm soát tới hạn trogn quy trình sản xuất

Bảng 3: Các điểm kiểm soát tới hạn trong quy trình

Quá trình Mối nguy Điểm tới hạn Cách phòng ngừa Cách thức kiểm soát Người kiểm

soát- Mức độ kiểm soát

Hồ sơ HACCP

Tiếp nhận

nguyên liệu

- Vật lý: kim loại, thuỷ tinh, cát…

- Hoá học:

độc tố, hoá chất tẩy rửa, kháng sinh,

- Sinh học:

VK sinh bào tử

- Không chứa kháng sinh, độc tố, thể thực khuẩn

- Không chứa dư lượng hoá chất tẩy rửa

- Tổng số tế bào VSV càng thấp càng tốt

Thu nhận sữa nguyên liệu đảm bảo chất lượng thông qua việc kiểm tra các chứng nhận về chất lượng của nơi cung cấp sữa

- Kiểm soát quá trình lọc sữa nguyên liệu

- Bảo quản sữa trước khi đưa vào sản xuất ở 40C, trong điều kiện kín

- Kiểm tra hàm lượng độc tố,

dư lượng kháng sinh, số lượng

VK trong sữa

- Nếu số lượng VK, đặc biệt là

VK sinh bào tử vượt quá giới hạn thì phải loại bỏ mẻ sữa đó

- Bộ phận thu nhận nguyên liệu, bộ phận QC

- Kiểm tra mỗi mẻ nguyên liệu

QC

Xử lý nhiệt - Sinh học - t0: 90 - 950C

- Thời gian: 3 – 5’ - Thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, nếu nhiệt độ không đạt thì

cần xử lý nhiệt lại

- Nếu không thể gia nhiệt lại thì cần loại bỏ mẻ sữa đó

- Người vận hành thiết bị xử lý nhiệt

- Kiểm tra trong suốt quá trình

QC

Bảo quản

lạnh

- Sinh học - t0: 40C

- Thời gian: 3 tuần

- Kiểm tra nhiệt độ phòng bảo quản

- Nếu nhiệt độ lạnh không thể thì phải loại bỏ mẻ sản phẩm đó

- Người vận hành phòng lạnh

- Kiểm tra trong suốt quá

QC