công nghệ sản xuất yagourt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT YAOURT GVHD : Th.S Bùi Đức Chí Thiện. SVTH : Từ Ngân Trâm. MSSV : 207111062. Tp.HCM, tháng 07 năm 2010. LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, ngoài sự phấn đấu của bản thân, em còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ của các thầy cô, gia đình và bạn bè… Nay em trân trọng gửi lời cảm ơn đến: - Con xin ghi nhớ công ơn ba mẹ, người đã sinh thành, dưỡng dục, dìu dắt con những bước đi đầu đời, tạo cho con hành trang vô giá để con bước vào cuộc sống. - Ban Giám hiệu, quý Thầy Cô ở Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học trường Đại học Kỹ thuật và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn. - Thầy Th.S Bùi Đức Chí Thiện đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện tiểu luận này. - Lời cảm ơn sau cùng xin dành cho bạn bè tôi, những người đã gần gũi, chia sẻ, giúp đỡ và đồng hành với tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp cũng khó tránh khỏi những sai sót. Rất mong quý thầy cô trong Hội đồng góp ý để em có thể bổ sung thêm nhiều kiến thức quý báu cho quá trình học tập, làm việc sau này. Xin chân thành cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU Các nhà dinh dưỡng và y học đều khuyên trong khẩu phần ăn của mỗi người nên bao gồm sữa vì đây là thực phẩm có nhiều tác dụng tốt cho cơ thể con người. Sữa là một chất lỏng màu trắng đục chảy ra từ tuyến vú của người mẹ hoặc một số động vật giống cái để nuôi con. Về ẩm thực, khi nói đến sữa thường là nói đến “sữa bò” vì loại sữa này rất thông dụng và chiếm hầu hết thị trường sữa. Sữa bò là nguồn dinh dưỡng rất quan trọng cho con người vì nó chứa tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Trong sữa có 87% nước, 3,9% chất béo, 4,9% đường lactose, 3,5% đạm, 0,7% khoáng chất và vitamin. Sữa còn là nguồn cung cấp canxi rất quan trọng cho cơ thể. Canxi cần cho sự duy trì các hoạt động cơ bản của cơ thể, phòng ngừa nguy cơ loãng xương, giảm cao huyết áp và ngăn ngừa ung thư đại tràng. Sữa có một ít vitamin B, iod và đồng. Tương tự như thịt động vật, cá và trứng, sữa là nguồn chất đạm rất phong phú với đầy đủ các amino acid cơ bản mà cơ thể cần. Hiện nay sữa là loại thức uống được tiêu thụ mạnh nhất. Bởi theo phân tích của ngành Chăn nuôi Việt Nam, trong thời gian 2006 đến 2010, nhu cầu tiêu thụ sữa của người dân sẽ tăng ít nhất tương đương hoặc cao hơn giai đoạn trước (hơn 8,7% /năm). Dự kiến, năm 2010, tổng sản lượng sữa tiêu thụ của Việt Nam khoảng 1060 nghìn tấn, trung bình 12kg sữa/ người/ năm. Trên thị trường có rất nhiều sản phẩm sữa và được chế biến từ sữa như: sữa tươi tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột, sữa chua, phô mai, bơ, kem,…để người tiêu dùng lựa chọn. Tuy nhiên, sản phẩm sữa chua là được tiêu thụ nhiều hơn cả. Sữa chua (Yaourt) có lợi cho hệ tiêu hoá bởi hệ vi sinh vật có trong đó. Nó được xem là một trong những sản phẩm tiềm năng, có khả năng chiếm lĩnh thị trường cao ở nước ta trong tương lai. Công nghệ sản xuất sữa chua vô cùng đa dạng, phong phú thay đổi theo từng vùng, từng quốc gia trên thế giới, hình thành nên rất nhiều loại sữa chua khác nhau với hương vị hấp dẫn. MỤC LỤC  Chương 1: Nguyên liệu sữa bò tươi 01 1. Nguồn gốc nguyên liệu sữa bò 01 2. Giới thiệu về sữa bò 01 2.1. Sơ lược về sữa bò 01 2.2. Tính chất vật lý của sữa bò tươi 02 2.3. Thành phần hóa học của sữa bò tươi 03 3. Các quá trình sinh hóa xảy ra trong sữa 16 4. Các phương pháp bảo quản sữa bò tươi 17 5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa bò tươi 17 Chương 2: Tổng quan về chăn nuôi bò sữa ở Việt Nam 18 1. Tình hình chăn nuôi bò sữa 18 2. Các giống bò cao sản 19 3. Tình hình phát triển bò sữa ở Việt Nam 21 4. Điều kiện vắt sữa 21 5. Phương pháp vắt sữa bò 23 5.1. Thu hoạch thủ công 23 5.2. Thu hoạch bằng máy 28 Chương 3: Công nghệ sản xuất yaourt từ sữa bò tươi 31 1. Sơ đồ quy trình công nghệ 31 2. Thuyết minh quy trình 32 3. Chỉ tiêu chất lượng yaourt 47 4. Phương pháp về nhân giống và giữ giống vi khuẩn Lactic 49 5. Các phương pháp kiểm tra sản phẩm 49 6. Các sự cố thường gặp và cách khắc phục trong sản xuất sữa chua 51 Chương 4: Kết luận và kiến nghị 53 Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 1 - Chương 1: Nguyên liệu sữa bò tươi 1.1. Nguồn gốc nguyên liệu sữa bò: Sữa là một loại nguyên liệu rất cần thiết cho đời sống con người, nó cho một giá trị dinh dưỡng cao. Giống bò ở Hà Lan có thể cho sản lượng và chất lượng sữa cao. Việt Nam ta đã nhập giống bò này về và lai tạo thành giống bò sữa nuôi ở các nông trại với sản lượng sữa cho ra không kém. Hiện nay, bò sữa được nuôi ở một số nơi như: Củ Chi, Bình Dương, Đồng Nai…và đang phát triển trại bò lan dần ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như: Bến Tre, Cần Thơ… Mỗi ngày các nông trại nuôi bò sữa có thể cung cấp hàng triệu lít sữa cho các nhà máy, xí nghiệp. Bò cho sữa đều đặng mỗi ngày nên ta có thể thu hoạch sữa bò liên tục 365 ngày một năm. 1.2. Giới thiệu sơ lược về nguyên liệu sữa bò: 1.2.1. Sơ lược về sữa bò: Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu. Sữa có đầy đủ dinh dưỡng 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 dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ sơ sinh. Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng, vitamin. Ngoài ra, còn có chất màu và nhiều chất khác. Trong các chất trên, trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chất khô của sữa. Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 1020% tùy theo loại sữa. Chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đến lipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không béo. Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 2 - Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau. Chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác. Bảng 1.1 Thành phần hóa học của sữa từ các loại động vật khác nhau: Tổng chất khô(%) Béo (%) Protein (%) Casein (%) Lactose (%) Bò 12.60 3.80 3.35 2.78 4.75 Dê 13.18 4.24 3.70 2.80 4.51 Cừu 17.00 5.30 6.30 4.60 4.60 1.2.2. Tính chất vật lý của sữa bò tươi: Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng Caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy (sữa đã được tách béo – skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6. Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của sữa càng thấp. Tỷ trọng 1.028 – 1.038 (g/l) pH 6.5 – 6.8 Tỷ nhiệt 0.93 Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 3 - Điểm đông 0.55 0 C Nhiệt độ sôi 100.2 0 C Chỉ số khúc xạ ở 20 0 C 1.35 Độ nhớt 1.7 – 2.5cp Độ acid được tính bằng độ Dornic – 0 D 16 – 18 ( Decigram acid lactic/ lít sữa) 1.2.3. Thành phần hóa học của sữa bò tươi: 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…). Bảng 1.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình Nước Tổng các chất khô: Lactose Protein Chất béo Khoáng 85,5  89,5 10,5  14,5 3,6  5,5 2,9  5,0 2,5  6,0 0,6  0,9 87,5 13,0 4,8 3,4 3,9 0,8 1.2.3.1. Nước : là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng vai trò quan trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm 87%. Phần lớn lượng nước trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng. Người ta làm bay hơi nước ở sữa để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và bảo quản hơn sữa tươi. Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 4 - 1.2.3.2. Tổng các chất khô: 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. Chất khô không béo là hiệu số giữa tổng các chất khô (TS) và hàm lượng chất béo trong sữa. Từ bảng 1.1, ta suy ra giá trị trung bình của hàm lượng chất khô không béo trong sữa bò là 13,0 – 3,9 = 9,1%. Đường lactose: lactose là một disaccharid do một phân tử glucose và một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành. Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng : Dạng lactose monohydrate: C 12 H 22 O 11 .H 2 O . Dạng lactose khan: C 12 H 22 O 11 . Tỷ lệ hàm lượng giữa lactose monohydrate và lactose khan 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/l), galactose (20mg/l) 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 sản phẩm caramen. Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa đã khử trùng thường sẫm hơn sữa chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm. Dưới tác dụng của 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 chuyển 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 Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 5 - lactic được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phômai… Các hợp chất có chứa nitơ: Hình 1.3. Sơ đồ thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần protein của sữa có tới 18 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ 8 axit amin không thay thế được là Valine, Leucin, Isoleucin, Methyonine, Treonine, Phenyalanine, Triptophan và Lyzine. Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 7585%, 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. - Casein: Là thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 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:  s casein, casein, casein, casein.  s casein và  Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò (100%) Protein (95%) Các hợp chất chứa nitơ phi protein (5%): Acid amin tự do Nucleotide Ure Acid uric Protein hòa tan (15  25%): lactoglobulin lactalbumin Proteosepeptone Serumalbumin Immunoglobulin Phân đọan protein hòa tan (không đông tụ ở pH = 4.6) Casein (75  85%)  s casein casein casein casein Phân đoạn protein trong micelle (đông tụ ở pH = 4.6) Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 6 - casein không tan trong sữa tươi. Các protein này chứa nhóm photphate (trong đó photpho chiếm khoảng 0,8% trong toàn casein) và nhóm photphate này kết hợp với ion Ca 2+ . Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa  s  casein và casein kết khối và kết tủa. - Protein hòa tan gồm : lactoglobulin, lactalbumin, peptoneproteose, immunoglobulin. Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng. Hàm lượng của chúng rất thấp. Màng protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt béo, góp phần làm ổn định hệ nhũ tương trong sữa. -lactalbumin: còn gọi là albumin của sữa. Hàm lượng lactalbumin trong sữa không nhiều, khoảng 0,51,0% tùy theo từng loại sữa. Trong sữa non có nhiều lactalbumin hơn trong sữa thường. Khác với casein,  lactalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao  lactalbumin bị đông tụ. Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh hơn. Các enzym làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ lactalbumin. Sau khi đông tụ, lactalbumin mất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi. -lactoglobulin : còn gọi là globulin của sữa. Hàm lượng  lactoglobulin ở trong sữa khoảng 0,10,2% tùy từng loại sữa. 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 enzym làm đông tụ casein. Sau khi bị đông tụ, lactoglobulin cũng mất khả năng hòa tan lại trong nước. 1.2.3.3. Enzym : Là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein. Sự có mặt của các enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đó là giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa. Tuy nhiên, một số enzym có trong sữa như lactoperoxydase, lysozym có vai trò kháng khuẩn. Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá [...]... nhóm bò bệnh viêm vú để tránh nhiễm hệ vi sinh vật từ phần sữa của chúng với phần sữa thu được từ những con bò khỏe mạnh SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 30 - Công Nghệ Sản Xuất Yaourt Chương 3: Công nghệ sản xuất yaourt từ sữa bò tươi 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: Nước, sữa tươi, bột sữa gầy, bơ, chất ổn định Nước, bột sữa gầy Trộn tuần hoàn 65C Lọc Đồng hóa Trộn tuần hoàn Cặn 40­450C Lọc 60­700C 150bar Đồng... Sinh sản 44794 2418 2753 3575 Sản lượng sữa (tân) 130054 8363 7550 6697 - Trang 18 - Công Nghệ Sản Xuất Yaourt 5 6 7 8 9 10 Hà Tây Bình Dương Hà Nội Bình Định Lâm Đồng Thanh Hóa 4083 3887 3217 2626 2507 2297 2502 2908 2426 1267 2248 1900 4666 8532 4823 367 4852 6500 Thành phố Hồ Chí Minh có số lượng đàn bò và sản lượng sữa đứng đầu nước 2.2 Các giống bò cao sản : Các giống bò ngoại thường cho sản lượng... chất lactose Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên Dựa vào SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 12 - Công Nghệ Sản Xuất Yaourt nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như: yoghurt, kefir, phô mai... nguội 42­460C Lên men pH:4,5 430C 4­6h Nhân giống pH:4,5 4­6h Làm lạnh . TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT YAOURT GVHD : Th.S. 5. Các phương pháp kiểm tra sản phẩm 49 6. Các sự cố thường gặp và cách khắc phục trong sản xuất sữa chua 51 Chương 4: Kết luận và kiến nghị 53 Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân. chế biến một số loại phômai. Sự lên men Công Nghệ Sản Xuất Yaourt SVTH: Từ Ngân Trâm - Trang 5 - lactic được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phômai…