TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM SẢN XUẤT SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG

1.1. Nguyên liệu chính Để sản xuất sữa cô đặc , có thể đi từ nguồn nguyên liệu là sữa tươi hay sữa bột. 1.1.1. Sữa tươi Đây là nguyên liệu chính trong toàn bộ sản xuất các sản phẩm sữa .Chất lượng sữa tươi quyết định đến chất lượng của sản phẩm. Sữa tươi là chất lỏng, màu trắng đục, có vị ngọt nhẹ và mùi thơm đặc trưng. Thành phần chủ yếu là nước và chất khô. Trong chất khô có protein, chất béo, lactose, vitamin và khoáng. Bảng thành phần hoá học của sữa tươi Thành phần Hàm lượng Nước 85 89 Chất khô 11 15 Chất béo Mỡ sữa Phosphatid 2.9 5.0 0.03 0.05 Hợp chất chứa nitơ Protein Phi protein 2.5 4.0 95 % 5 % Glucid 4.5 5 Bảng thành phần các protein trong sữa tươi Tên protein % sữa % protein Dạng tồn tại Các nguyên tố Acid amin Tên % Tên % Casein 2.3 2.9 83 Dạng dung dịch keo C 53.0 Alanine 3.0 H 7.0 Arginine 4.1 O 22.6 Arparigine 7.1 N 15.7 Valine 7.2 S 0.8 Histidine 3.1 P 0.8 Acid glutamic 22.4 Glycine 2.7 Lactoalbumin 0.5 1.0 14 Nằn dưới dạng hoà tan C 52.2 Alanine 6.9 H 7.2 Arginine 2.74 O 23.1 Arparigine 11.44 N 15.8 Valine 5.75 S 1.7 Glycine 1.4 Acid glutamic 19.14 Histidine 1.6 Lactoglobulin 0.1 3 Nằm dưới dạng hoà tan C 51.8 Alanine 2.1 H 6.9 Arginine 1.5 O 24.6 Arparigine 18.7 N 15.4 Valine 4.7 S 0.9 Glycine 3.2 Acid glutamic 12.9 Histidine 2.9

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

SẢN XUẤT SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG

GVHD: Ths Trần Trọng Vũ SVTH:

1 Võ Hoàng Chương L10_TP03

2 Lê Thị Hồng Nhung L10_TP04

3 Nguyễn Thị Bảo Trâm L10_TP03

2.9 - 5.00.03 - 0.05Hợp chất chứa nitơ

Protein Phi protein

Tên protein % sữa %

protein

Dạng tồn tại

Các nguyên tố Acid amin

dungdịch keo

dướidạnghoà tan

19.14

Histidine 1.6

dướidạnghoà tan

12.9Histidine 2.9

 Thành phần của Glucid ở trong sữa:

- Đường Lactose: là glucid thuộc nhóm diholoside

+ Hàm lượng trung bình 50 g/l + Tồn tại dưới hai dạng α - và β - galactose

+ Trong sữa, Lactose luôn ở trạng thái hòa tan

+ Lactose dễ tiêu hóa, có độ đồng hoá cao (98%)

- Các loại đường đơn : Glucose, Fructose, Galactose…Với tỷ lệ nhỏ, thường tồn tại dưới

dạng hợp chất với acid phosphoric hoặc acid amin

 Thành phần lipid :

Bảng thành phần của các acid béo có trong lipid (theo % khối lượng)

Acid béo no Hàm lượng Acid béo không no Hàm lượng

Trong sữa có tới 25 nguyên tố đa lượng và 40 nguyên tố vi lượng

Nhóm nguyên tố Tên Hàm lượng (ppm) Dạng tồn tại

trong sữa

Nguyên tố đalượng

Muối photphatMuối citrat

Zn 0.45 - 3.0 Tham gia trong

thành phần củaenzyme

Tan trongnước

Lipase Thủy phân gliceridePhotphatase Thủy phân các ester photphat:

glycerophosphat, phenylphosphatGalactase Thủy phân protein

Amilase Thủy phân tinh bộtOxy hoá

sinh học

Reductase Làm mất màu hợp chất xanh methylenLacto

peroxydase

Phân hủa H2O2 tạo thành oxy hoạt động

Catalase Phân hủa H2O2 giải phóng O2 ở dạng tự

do dưới dạng phân tử không hoạt động

 Yêu cầu chất lượng của sữa tươi :

Sữa tươi dùng để sản xuất sữa đặc có đường phải là sữa tươi có chất lượng , màu sắc, mùi vịphải đặc trưng cho sữa tươi, không có tạp chất, không tách váng sữa, không được pha thêm nước

Các chỉ tiêu vi sinh của sữa tươi cũng phải được chú trọng Nếu dùng sữa tươi đã nhiễmtrùng để sản xuất thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sản xuất ra Vì vậy kiểm tra chất lượngcủa sữa tươi trước khi đưa vào sản xuất là điều rất cần thiết

Thông thường, tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu : tỷ trọng, màu sắc, mùi vị, độ axit, tổng số visinh vật…

Chỉ tiêu hoá lý: Sữa tươi đạt tiêu chuẩn tiếp nhận là sữa có hàm lượng chất béo 3.1 - 3.5%,

độ khô là 11.5 - 12%, độ acid ≤ 22 o T

1.1.2 Bột sữa gầy

Bột sữa gầy có hàm lượng béo rất thấp vì được sản xuất từ sữa tươi qua thiết bị tách béo Nó

có nhiệm vụ chủ yếu là bảo đảm hàm lượng chất khô Bột sữa dễ tan trong nước ở nhiệt độ 45

-50oC, tạo mùi vị và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

Quá trình hoàn nguyên : hoà tan trong nước ấm , làm lạnh 4 - 6 oC và ủ hoàn nguyên trongvòng 6 giờ

và cách chuẩn bị sirô Bên cạnh đó không sử dụng đường màu vàng ảnh hưởng đến màu của sữa

1.2.2 Đường lactose

Là loại đường có chủ yếu ở trong sữa tươi và là đường được bổ sung trong quá trình sảnxuất nó dễ tiêu hóa và xảy ra sự kết tinh với kích thước tinh thể nhỏ, lưỡi của ta không cảm nhậnđược khi sử dụng sản phẩm , quá trình dễ điều khiển hơn

Nhưng nguồn lactose vẫn còn hiếm trên thị trường, lượng đường được sản xuất còn khá ít do

đó giá thành cao, độ ngọt không lớn Vì vậy trong sản xuất thường bổ sung cả hai loại là saccharose

 Axit sorbic :

Trong sữa cô đặc có đường thường có chứa một lượng vi sinh vật, trong đó có một số loại cókhả năng phân giải protein làm giảm chất lượng của sản phẩm do đó người ta thường bổ sung vàotrong sữa 0.3% axit sorbic để giảm sự hư hỏng này

 Muối cacbonat và bicacbonat :

Trung hòa axit lactic sinh ra do hoạt động của vi sinh vật

Góp phần tăng độ bền nhiệt cho các protein trong sữa

Làm nguộiKết tinh

Cô đặcThanh trùngGia nhiệt

Bảo quảnDán nhãnGhép nắp

Sản phẩmChiết rót

Cặn 40-45oC

To=55 - 80oCP= 10 - 25MPa

Bao bì

vô trùngSirô đường

3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

Sữa tươi sau thu nhận từ nông trại, qua xử lý sơ bộ, bảo quản lạnh ở to = 4 - 6oC Sữa đượcvận chuyển đến nhà máy, qua khâu kiểm tra chất lượng và phân loại sẽ được đưa vào chế biến

3.1 Quá trình lọc

3.1.1 Mục đích

- Cặn được tách ra khỏi khối sữa.

- Quá trình lọc ly tâm làm nhiệt độ khối sữa tăng lên, do ma sát các phân tử hay phân tử vớithành thiết bị

- Độ nhớt sữa giảm giúp quá trình lọc diễn ra tốt hơn

 Cảm quan :

- Khi tiến hành lọc ly tâm khối sữa nóng lên, do đó trong một vài trường hợp xảy ra khả năngkhử mùi sữa

3.1.3 Phương pháp & thiết bị

Quá trình lọc được tiến hành qua hai gia đoạn:

 Giai đoạn 1 : Chủ yếu tiến hành tách cặn Loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn nhờ lưới

lọc bằng kim loại

Thiết bị lọc một túi tháo rời

Cấu tạo : dạng ống tháo lắp được, bịt kín bằng các túi lọc (túi lọc được lồng vào giữa 2 vỏkim loại cố định) Giữa hai cơ cấu lọc có rôbinê hướng dòng chảy củ sữa luân phiên từ ống lọc nàysang ống lọc khác.

 Giai đoạn 2 : sữa được gia nhiệt 40 - 45oC, và tiến hành lọc ly tâm Quá trình lọc liên tục vàtách tạp chất tốt hơn

Thiết bị lọc ly tâm có cấu tạo tương đương thiết bị tách béo, nhưng với số đĩa ít hơn vàkhoảng cách đĩa xa hơn (tránh sự phân chia các hạt globulin béo) Dòng sữa nhập vào thiết bị vàquay tròn với tốc độ lớn (3000 - 4000 vòng/phút ), các chất cặn được tách ra và bám vào lưới

3.2 Chuẩn hoá

3.2.1 Mục đích:

Thiết bị lọc dạng bát úp kiểu mở, thoát cặn tự động

Điều chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô trong sữa theo yêu cầu của sản phẩm, ổn địnhcác thành phần của sản phẩm.

- Có thể tiến hành chuẩn hoá bằng hai phương pháp :

+ Bằng máy ly tâm tiêu chuẩn hóa tự động

- Tạo hệ nhũ tương mới

3.2.4 Thiết bị tiêu chuẩn hóa tự động

Nguyên lý : Sữa được đưa vào thiết bị ly tâm tách béo Cho 2 dòng sữa gày và sữa béo(Cream) Sau đó dòng béo sẽ tách ra làm 2 dòng, một đi sản xuất cream, phần còn lại được phối trộntrở lại với dòng sữa gầy với tỉ lệ tuỳ theo yêu cầu sản phẩm.

- Hoàn thiện: Bẻ gãy các hạt cầu béo, tránh hiện tượng hợp giọt

- Bảo quản: Tránh hiện tượng tách pha, phân lớp trong quá trình bảo quản sữa

3.3.2 Phương pháp thực hiện

Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp suất cao: Sữa được bơm và đẩy đi qua các lỗ hẹpvới tốc độ cao Các hạt cầu béo ban đầu bị phá vở do chuyển động hỗn loạn và sự va chạm trong khehẹp Khi sữa qua khe hẹp do vận tốc giảm nên xuất hiện những bọt khí và vỡ ra cũng làm giảm kíchthước các hạt phân tán Kết quả đường kính các hạt cầu béo giảm còn khoảng 1µm và số lượng cáchạt cầu béo tăng lên từ 4 – 6 lần

3.3.3 Các biến đổi trong quá trình đồng hoá

 Hoá lý :

- Sự phân tán đều các hạt cầu béo trong sữa, tạo hệ nhũ tương đồng nhất

 Vật lý :

- Nhiệt độ và áp suất tăng

- Các hạt cầu béo giảm kích thước

3.3.4 Thiết bị

Thiết bị đồng hóa sữa

Nguyên lý hoạt động:

Bơm pittong sẽ nén ép, tăng áp suất của sữa từ khoảng 3 bar (đầu vào) đến áp suất đồng hoá(100 – 250 bar) và được giữ cố định Sữa đầu vào được ép ở áp suất cao qua một khe hẹp nhỏ (0.1mm) Sau khi qua khe hẹp áp suất của sữa giảm còn 20% Vận tốc của dòng chất lỏng qua khe hẹpthay đổi từ 100 – 400 m/s

Do sự thay đổi áp suất lớn và đột ngột cùng với tốc độ dịch chuyển lớn, có sự va chạm mạnh,các giọt béo được phân cắt thành những hạt béo có kích thước nhỏ hơn 10 lần so với ban đầu Thờigian đồng hoá khoảng 10 – 15 µs

3.4 Thanh trùng

Phương pháp thanh trùng sữa là phương pháp xử lý sữa, sử dụng nhiệt hợp lý mà không gây

ra tuyến tính lớn về thành phần hoá học cấu trúc vật lý của sữa

3.4.1 Mục đích

 Chuẩn bị:

- Đây là quá trình làm biến đổi một số tính chất của nguyên liệu để đạt được các thông sốthuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo

- Xử lý nhiệt để loại bớt khí trong sữa để quá trình truyền nhiệt đạt hiệu quả hơn

- Đường hoà tan dễ hơn trước khi cô đặc

- Tạo nhiệt độ cần thiết để khi đưa vào nồi cô đặc, sữa có thể bốc hơi ngay, tránh sự chênhlệch nhiệt độ cao trong nồi cô đặc chân không

- Tăng khả năng hydrat hoá của casein, tăng độ bền cho sản phẩm

3.4.2 Các phương pháp thanh trùng sữa

Có hai phương pháp chính:

 Phương pháp thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp: chậm và gián đoạn

- Chế độ nhiệt: 630C trong 30 phút.

- Ưu điểm: Không làm thay đổi đặc tính sữa, thành phần các protein như Albumin, globulin

không bị đông tụ và trạng thái các hạt cầu béo không đổi

- Nhược điểm: Các vi sinh vật ưa nhiệt có thể phát triển ở nhiệt độ này, do đó có thể làm tăng

số lượng vi sinh vật cho sữa sau quá trình thanh trùng

 Phương pháp thanh trùng sữa ở nhiệt độ cao: UHT (Ultra high Temperature)

- Chế độ nhiệt: 130 – 1500C trong 4 – 15s

- Ưu điểm: Tiết kiệm thời gian lao động, năng lượng và không gian Tiêu diệt hết các vi sinh

vật và phân tử

- Nhược điểm: Chi phí thiết bị cao.

3.4.3 Những biến đổi trong quá trình

 Vật lý :

- Lượng nước bốc hơi, lượng chất khô tăng

- Nhiệt độ sữa tăng, độ hoà tan của đường tăng

- Độ nhớt của sữa giảm

 Hoá học :

- Phản ứng phân huỷ các Vitamin

- Các phản ứng tạo màu không có lợi cho sản phẩm

 Hoá lý :

- Sự đông tụ Protein (do quá trình đồng hoá nên ít biến đổi)

 Hoá sinh :

- Vô hoạt một số enzyme

- Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, các cấu tử casein được sắp xếp lại, mất tính linh động, mộtphần bị thuỷ phân

- Nồng độ chất khô tăng, tạo áp suất thẩm thấu lớn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật vàkéo dài thời gian bảo quản.

- Lượng nước bốc hơi lớn, nồng độ chất khô tăng nhanh

- Khối lượng riêng tăng, tỉ trọng, nhiệt độ sôi, đặc biệt độ nhớt của khối sữa tăng

Hoá học :

- Phản ứng tạo màu, phản ứng maillard, do sự ngưng tụ của các acid amin có nhiều trong sữađường khử, tạo hợp chất polime có màu sẫm làm thay đổi màu và trạng thái của khối sữa

- Một số acid béo dễ bay hơi hoặc dễ hoà tan trong nước (như axit malic, axit caproic…) mất

đi trong quá trình cô đặc

 Sinh học :

- Hàm lượng đường trong sản phẩm cao 40 – 45%, áp suất thẩm thấu lớn ức chế tiêu diệt visinh vật

 Cảm quan :

- Sự thay đổi về màu sắc, nhiệt độ có thể làm mất mùi thơm tự nhiên của sữa

- Sữa chuyển màu từ trắng đục sang vàng sáng

bề mặt truyền nhiệt và đi vào thiết bị tách hơi, cuối cùng sữa đã cô đặc được tháo ra từ đáy của thiết

Hệ thống cô đặc màng nhiều cấp (3 cấp liên tục xuôi chiều)

Hơi sử dụng gia nhiệt được cấp từ máy nén ( 1 ), được tuần hoàn trong hệ thống Hơi rakhỏi ( 4 ), là tác nhân gia nhiệt cho ( 5 ) Hơi ra khỏi ( 6 ), vào thiết bị nén hơi ( 3 ), tại đây có sựtrao đổi nhiệt với dòng hơi nóng cấp từ ngoài vào Hơi tiếp tục được bơm trở về ( 4 ) để cấp nhiệtcho ( 4 ) Quá trình tiếp diễn

Dòng nước ngưng trong mỗi thiết bị bốc hơi có nhiệt độ khá cao, cũng được sử dụng để gianhiệt cho dòng nhập liệu trước khi thải ra ngoài

1/2 lượng đường lactose dưới dạng hoà tan, 1/2 lượng còn lại sẽ kết tinh thành tinh thể Nếu quátrình làm lạnh diễn ra chậm thì một vài tinh thể bắt đầu hình thành ở t0 = 40 -500C, sau đó các tinhthể lớn dần Hiện tượng kết tinh sạn đường xảy ra trong quá trình làm lạnh đột ngột ở to= 30 - 32oC.

Ở nhiệt độ này tốc độ kết tinh là cực đại

Muốn điều khiển sự kết tinh của lactose tạo thành những tinh thể thật nhỏ (< 10µm) Sữa sau

cô đặc hạ nhiệt độ xuống 300C, bổ sung mầm tinh thể lactose cực nhỏ (tỉ lệ 0.05%), khuấy đều.Trong giai đoạn này đường sẽ kết tinh Kết thúc quá trình làm lạnh nhanh xuống 15 -18oC, khuấyliên tục trong 1 giờ để phân tán các hạt tinh thể thật đều trong toàn hệ và tăng nhanh quá trình truyềnnhiệt

Mầm kết tinh tốt nhất là đường lactose dùng ở dạng bột (kích thước 2-3µm) hoặc dạng dungdịch (1ml dung dịch có khoảng 40000 tinh thể lactose với kích thước không quá 2.2µm) Mầm kếttinh càng nhỏ, hiệu quả tác dụng càng lớn

Nhiệt độ thích hợp kết tinh 25 - 35oC : nhiệt độ kết tinh cao tinh thể đường có kích thướclớn, khả năng hòa tan của đường kém

Thời gian kết tinh phụ thuộc vào yếu tố tạo mầm

Quá trình làm lạnh kết tinh thường diễn ra 3 giai đoạn :

- Làm nguội nhanh xuống 30oC và kết tinh trong 40 - 60 phút

- Làm lạnh xuống 270C trong 45 phút

- Làm lạnh xuống 15 - 18oC, chuẩn bị cho quá trình rót

3.6.3 Các biến đổi trong quá trình

Việc làm lạnh và kết tinh được thực hiện trong thùng chứa có cấu tạo hai lớp, dòng nước lạnh

đi qua giữa 2 thành Độ nhớt sữa cao, cần thiết bị khuấy có công suất lớn Quá trình này làm tăngnồng độ đường trong sữa, làm tăng áp suất thẩm thấu và do đó có tác dụng ức chế hoạt động của các

Trước khi rót, bao bì phải được rửa nước nóng 80 – 900C( 30s), qua hơi nóng (22s) và sấybằng không khí nóng 1200C trong 1 phút Nắp hộp cũng được tiệt trùng bằng hơi nóng

Sản phẩm có thể đựng trong thùng chứa (barel), dung tích 150 lít để dùng làm nguyên liệucho quá trình sản xuất những sản phẩm khác trong công nghiệp (sản xuất kem, chocolate…) Sữabán lẻ được chứa trong các lon sắt có tráng thiếc Hiện nay, cũng có thể chứa sữa cô đặc có đườngtrong những bao giấy vô trùng

3.7.3 Các biến đổi trong quá trình

Nếu các mối gép mí của hộp sữa không đảm bảo chặt và kín thì vi sinh vật có thể xâm nhập

và phát triển Không khí cũng có thể xâm nhập làm giảm chất lượng sản phẩm

Sữa nhiễm vi sinh vật nếu hộp không được tiệt trùng tốt

- Bảo quản sữa trước khi bán ra thị trường

- Bảo ôn, kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng của sữa loại ngay những hộp sữa không đạt tiêuchuẩn

 Hoàn thiện:

- Lau chùi, xử lý, dán nhãn…

3.8.2 Bảo quản sửa ở 0 – 15 0 C

Sản phẩm sữa cô đặc có đường chỉ có thể giữ được trong một thời gian nhất định Thôngthường sau sản xuất 6 tháng, giữ trong điều kiện quy định thì sữa chỉ biến đổi trong giới hạn chophép

3.8.3 Các biến đổi xảy trong quá trình bảo quản

- Sữa được tiệt trùng và ghép mí tốt sẽ không xảy ra những biến đổi về mặt vi sinh.

- Trong quá trình bảo quản, hàm lượng vitamin giảm dần, mức độ giảm phụ thuộc nhiệt độ,không khí, ánh sáng…

Cảm quan :

- Thời gian bảo quản càng lâu, sữa càng sẫm màu

- Có thể xuất hiện một số mùi vị lạ trong sữa, hoặc sữa bị đóng váng, cặn

4 CHỈ TIÊU SẢN PHẨM

Chỉ tiêu của sữa đặc có đường: (Theo TCVN 5539-2002)

4.1 Các chỉ tiêu cảm quan

- Màu sắc: có màu kem nhạt và màu kem đồng nhất trong toàn bộ lượng sữa

-Trạng thái: sau khi khuấy đều,toàn bộ lượng sữa có trạng thái đồng nhất, hơi sệt (dễ chảy),không vón cục, cho phép có hạt nhỏ trên lưỡi và cặn không đáng kể

- Mùivị : có vị ngọt đặc trưng của sữa đặc có đường và không có mùi vị lạ như chua, hôi,khét, mặn, đắng,

4.2 Các chỉ tiêu hóa lý

- Hàm lượng chất béo: không nhỏ hơn 8% khối lượng

- Hàm lượng chất khô (trừ đường): không nhỏ hơn 28%

- Hàm lượng đường: 42 - 47%

- Hàm lượng nước: 25 - 27%

- Độ acid không lớn hơn 50 ml NaOH 0.1N dùng trung hoà 100g sản phẩm

- Hàm lượng kim loại nặng : As < 0.5mg/kg, Pb < 0.5mg/kg, Cd < 1mg/kg, Hg<0.05 mg/kg

- Hàm lượng chất ổn định: không lớn hơn 0.3%.

- Chỉ số không hòa tan: không lớn hơn 1 ml/100 ml

- Độ nhớt :

+ > 1300 hay 1500 cp lúc vô hộp + > 1600 hay 1800 cp một ngày sau khi vô hộp

4.3 Chỉ tiêu vi sinh

- Các vi sinh vật gây bệnh cho người có trong sữa : Mycobacterium tuberculosis bovirus gây bệnh lao, vi khuẩn Brucella gây nhiều bệnh nguy hiểm, vi khuẩn Samonella typhi truyền bệnh thương hàn, vi khuẩn Vibrico cholerae, E.coli, Shigella Shiga gây bệnh đường ruột.

- Chỉ tiêu:

+ Tổng số vi khuẩn : <10000 cfu/1g+ Coliform : < 10 cfu/1g

+ Các vi khuẩn gây bệnh khác : không có