Công nghệ sản xuất sữa chua

Từ sữa, có thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng, được ưa chuộng như: bơ, phô mai, sữa chua, kem … Sữa chua là một sản phẩm được lên men từ sữa rất được ưa chuộng trên thế giới cũng như Việ

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

………… o0o…………

NGHIỆP THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA

GVHD:

SVTH:

MỤC LỤC

TP Hồ Chí Minh – 2013

LỜI MỞ ĐẦU



Sữa là thực phẩm tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo Sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho người như: protein, lipid, các vitamin, các muối khoáng Từ sữa, có thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng, được ưa chuộng như: bơ, phô mai, sữa chua, kem …

Sữa chua là một sản phẩm được lên men từ sữa rất được ưa chuộng trên thế giới cũng như Việt nam, nó có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng và quan trọng hơn cả

là nó mang lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe con người đặc biệt là đối với người già

và trẻ em

Trong bài tiểu luận này, chúng em không thể tránh khỏi những sai xót Kính mong cô góp ý để bài tiểu luận của chúng em hoàn thiện hơn

Xin chân thành cám ơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA

1.1. Khái niệm

Sữa chua là sữa nguyên được lên men bởi các chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột như Probiotics (Lactobacillus bulgaricus, Streptocoocus thermophilus) Quá trình lên men giúp cho các chất dinh dưỡng trong sữa được chuyển thành dạng

dễ tiêu hóa hơn Trong đó, các thành phần như protein (chất đạm), lipid (chất béo)

có sẵn trong sữa đã được tiêu hóa một phần, rút ngắn thời gian hấp thu trong hệ thống tiêu hóa Đường lactoza đã được lên men chuyển thành lactic, dễ hấp thu, làm giảm lượng đường tồn đọng lại ở hệ tiêu hóa nên tránh được tiêu chảy Ngoài ra, sữa chua còn giúp cho cơ thể hấp thu can-xi và một số khoáng chất khác dễ dàng hơn Sữa chua còn có tác dụng điều hòa nhu động ruột, chống táo bón”

Thành phần Nồng độ Đơn vị Nước 87,8 g/100g yoghurt Protein 4,7 g/100g yoghurt Carbonhydrat 4,3 g/100g yoghurt Khoáng chất Sodium 56 mg/100g yoghurt

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

Vitamin và

Cholesterol

Alpha – tocopherol 76,7 µ

g/100g yoghurt

13 – cis - retinol 3,1 µ

g/100g yoghurt Trans – retinol 3,3 µ

g/100g yoghurt Carotene 11,1 µ

g/100g yoghurt Cholesterol 10,3 µ

g/100g yoghurt

Bảng 1: Thành phần của sữa chua

Công dụng của sữa chua

• Chất kháng sinh gọi là lactocidine, có khả năng chống lại các virut, đề kháng với các bệnh do virut gây ra Đã có những nghiên cứu cho thấy việc ăn sữa chua 3 lần/tuần thì hệ miễn dịch được tăng cường

• Sữa chua còn rất tốt cho răng miệng Nó làm giảm lượng vi khuẩn và lượng hydro sunfur gây mùi trong miệng, thậm chí giảm các mảng bám răng và các bệnh về lợi, nhất là khi chọn loại sữa chua ít đường

• Dùng sữa chua như một phần trong bữa ăn hàng ngày giúp làm sạch và ngăn ngừa các bệnh ở hệ tiêu hóa Nguồn canxi trong sữa chua cũng giúp cải thiện

hệ tiêu hóa, giúp hạn chế nhưng tác động của acid chua (hiện tượng ợ chua) trong hệ tiêu hóa

• Có một số vi khuẩn tạo nên enzym proteaza, tác dụng thủy phân protein thành các acid amin tự do dễ hấp thụ nên ngoài giá trị dinh dưỡng, sữa chua còn được xem như một loại thực mỹ phẩm chăm sóc da hiệu quả

• Acid lactic trong sữa chua với tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhập và kiềm chế hoạt động của các loại vi khuẩn có hại, tạo nên một màng chắn an toàn bảo vệ cho

da

• Các vi khuẩn lên men chua còn có thể tiết ra chất kháng sinh tự nhiên, kích thích quá trình làm lành các thương tổn của da như sẹo, các vết rỗ, tái tạo da mới

• Trên bề mặt của loại sữa chua thường có nước, không nên loại bỏ nước này

vì nó chứa các protein và các chất khoáng

Các loại sữa chua phổ biến:

• Sữa chua sản xuất dạng "tĩnh" (Set Yogurt)

Hỗn hợp nguyên liệu và men được đóng vào trong từng hũ, tuýp, riêng lẻ Quá

trình lên men diễn ra trong các đơn vị bao gói riêng lẻ này Dễ dàng phân biệt được loại sữa chua này vì chúng có một lớp "da" mỏng trên bề mặt

• Sữa chua sản xuất dạng "động" (Stirred Yogurt)

Hỗn hợp nguyên liệu được lên men trong bồn lớn, chứ không phải trong từng đơn vị

bao gói riêng lẻ Sau khi quá trình lên men đạt mức mong muốn, khối sữa chua được bơm qua thiết bị làm lạnh để ngừng quá trình lên men, sau đó hương liệu, (cốt) trái cây được khuấy trộn đều với sữa chua

• Sữa chua uống (Drinking Yogurt)

Được sản xuất theo cách "động" nói trên Sau đó khối sữa chua được làm loãng ra,

thêm hương liệu, mứt trái cây và đồng hóa, rồi tiệt trùng và đóng vào trong những bao bì giấy tiện dụng, là một loại đồ uống ngon, bổ dưỡng

1.2 Nguyên liệu:

• Giống men

• Lactobacillus bulgaricus: là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ

45-500C trong môi trường có độ acid cao Lactobacillus bulgaricus có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose

• Streptococcus thermophillus và Streptococcus bovis : đây là hai vi khuẩn thuộc

nhóm Viridams Streptococci chúng không phát triển ở 100C, phát triển tốt ở

40-450C khi lên men sữa tạo được khối đông

• Các trực khuẩn lactic: phát triển rộng rãi trong thiên nhiên, chúng luôn luôn có mặt trong sữa và các sản phẩm sữa chịu được độ acid cao, phát triển trong phạm vi nhiệt

độ rộng có hoặc không có khí Trực khuẩn lactic đóng vai trò rất quan trọng trong quá chế biến sữa chua

• Đường

Để tăng vị ngọt cho sữa chua, người ta bổ sung đường (glocose, saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến Đường có thể được bổ sung trực tiếp hoặc dưới dạng pure trái cây đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt, thông dụng nhất là aspartame

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, vitamin, 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 giống vật nuôi, tình trạng sức khỏe, điều kiện chăn nuôi, thành phần thức ăn chăn nuôi, chế độ ăn, thời tiết,…

Thành

phần hóa học của sữa:

 Đường

Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới hai dạng: Dạng α-lactose monohydrate và dạng β-lactose anhydrous Lactose là đường khử nên có độ ngọt thấp hơn nhiều các loại disaccharide và monosaccharide khác Khác với các loại đường khác, đường lactose chỉ xuất hiện duy nhất trong sữa động vật Ngoài lactose, trong sữa còn chứa glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l), galactose (20mg/l) và các hợp chất glucid chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetylgalactosesamine, acid N-acetyl neuraminic,

…Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết

Streptococcus thermophilus Lactocillus bulgaricus

 Casein

Casein là thành phần protein chủ yếu 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) Casein trong sữa có nguồn gốc từ những chủng, giống bò khác nhau có thể có cấu trúc bậc một khác nhau

Các protein hòa tan trong sữa:

β-lactoglobulin và α-lactalbumin là protein có dạng hình cầu, chúng có cấu trúc của nó gần giống với lysozyme, α– lactalbumin là một meta lloprotein, trong mỗi phân

tử của nó có chứa một nguyên tử calci nên α-lactalbumin là một protein có giá trị dinh dưỡng cao, thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối

Peptone-proteose là những phân đoạn protein khác nhau, chúng là sản phẩm thuỷ phân tử β-casein bởi phasmine Người ta còn tìm thấy trong sữa có ba loại immunoglobulin là IgG, IgA và IgM Trong đó IgG là có hàm lượng cao nhất, đặc biệt trong sữa non, hàm lượng của IgG có thể lên đến 80% tổng khối lượng các protein hoà tan trong sữa IgM là một glyco-protein, cả IgG và IgM đều hoạt động như kháng thể theo cùng một cơ chế là liên kết với kháng nguyên và tạo ra mạng lưới không gian ba chiều không tan Còn IgA, nó có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột, rất có lợi cho cơ thể Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng, hàm lượng của chúng rất thấp Protein màng tạo nên một lớp màng mỏng bao quanh các hạt béo, góp phần làm ổn định hệ nhũ tương trong sữa

Một số loại enzyme chủ yếu trong sữa như: lactoperoxydase, catalase, lipase, phosphatase, lysozyme, protease

 Chất béo.

Chất béo trong sữa gồm hai nhóm chính là nhóm hợp chất với glycerol và nhóm hợp chất với sphingosine Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, có đường kính

từ 0,1-20μm Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu béo Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein

 Vitamin và khoáng.

Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm: vitamin hoà tan trong nước (B1, B6, B12, C,…) và vitamin hoà tan trong chất béo (A, D, E, K) Các vitamin được tổng hợp chủ yếu từ các vi sinh vật trong ngăn thứ nhất dạ dày của bò và không phụ thuộc vào

tiết,…

Bảng 2: Thành phần của một số loại sữa

Loại sữa Protein % Casein % Chất béo % Cacbohydrat % Tro %

• Phụ gia

 Một số sản phẩm yaourt còn được bổ sung thêm hương liệu và chất màu trong quá trình sản xuất Tùy theo tình hình của mỗi quốc gia mà bảng danh mục các phụ gia hương liệu và màu được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với liều lượng tối

đa quy định có thể sẽ khác nhau

 Đối với một số sản phẩm, người ta có sử dụng chất ổn định để yaourt có được cấu trúc, độ nhớt… theo yêu cầu Các chất ổn định thường sử dụng là gelatin, pectin, agar-agar…Chúng là những chất ưa nước và có thể liên kết với nước Loại chất ổn định và hàm lượng sử dụng tối ưu cho từng sản phẩm sẽ được xác định bằng

phương pháp thực nghiệm

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA

Giải thích quy trình

2.1 Nguyên liệu

Sữa chua được sản xuất từ sữa nguyên kem, sữa tách béo hoặc tách béo một phần, 25% sữa tươi Hỗn hợp sữa dùng để chế biến phải chứa 12 ÷ 15% chất khô không béo Để tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm, bổ sung thêm 2 ÷ 3% sữa bột tách béo Yêu cầu sữa bột sử dụng để bổ sung là: dễ phân tán vào pha nước, hoà tan hoàn toàn không để lại các hạt thô, không có những hạt bị cháy xém để lại màu nâu cho sản phẩm Còn sữa tươi phải đáp ứng các điều kiện sau: Lượng vi sinh vật thấp, không chứa dư lượng thuốc kháng sinh, hóa chất vệ sinh, sữa ôi, không chứa các thể sống ăn vi khuẩn (bacteriophages) - thường là các virus

buồng Lần lượt đổ bột sữa gầy, chất ổn định, đường vào phễu trộn Khi mở van đáy phễu, các nguyên liệu này sẽ được hút và trộn vào sữa tươi Trong quá trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy trong bồn trộn được hoạt động để khuấy đều dịch sữa trong bồn trộn Sau khi trộn xong, ngừng khuấy trong khoảng thời gian 20 phút để tách bọt và hydrate hoá Dầu bơ được cho vào sau cùng sau khi đã được gia nhiệt và chuyển sang dạng lỏng, cho cánh khuấy hoạt động để trộn đều

Mục đích: Xác định tỉ lệ nước cho một mẻ sản xuất và gia nhiệt đến 55°C tạo

điều kiện cho quá trình hòa tan sữa bột được tốt Nhằm tạo ra dịch sữa có thành phần: độ khô, độ béo như yêu cầu của kĩ thuật

Hòa tan các nguyên liệu để tạo ra sản phẩm đồng nhất về mặt hóa lý

Hòa tan hỗn hợp hệ chất ổn định để chuẩn bị cho việc phối trộn chất ổn định vào trong dịch sữa

2.3 Đồng hoá

Nguyên lí của quá trình đồng hóa là dòng sản phẩm được bơm nén ở áp suất cao và bơm qua một khe hẹp (van đồng hóa) Do kết quả của sự thay đổi đột ngột tiết diện dòng sữa khi đi từ buồng tăng áp vào khe van rất nhỏ, tốc độ sữa sẽ tăng đáng kể

Tại máy đồng hoá, nhờ hoạt động của 3 pittong, dịch sữa sẽ được gia tăng áp xuất lên 200 bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hoá cấp 1 Khi đó các hạt chất béo sẽ được chia nhỏ kích thước Sau đó dịch sữa tiếp tục đi qua van đồng hoá cấp

2 với áp suất 50 bar để phân tán đồng đều trong dịch sữa Nhiệt độ của quá trình đồng hóa khoảng 60-70°C và áp suất: P1: 200-250 bar, P2: 50 bar

Mục đích: giảm kích thước các cầu mỡ, làm tăng khả năng phân tán trong dịch

sữa, tăng độ nhớt, đảm bảo trộn được một hỗn hợp đồng nhất các thành phần được

bổ sung từ bên ngoài vào làm cho quện sữa mịn, tăng tính cảm quan Ngăn chặn sự phân li của kem trong quá trình ủ lên men

2.4 Xử lí nhiệt ( thanh trùng):

Chế độ xử lí nhiệt tốt nhất là 85 ÷ 900C trong 20 phút hoặc tiệt trùng ở

1200C trong 5 phút nhằm tiêu diệt các vi sinh vật không cần thiết hiện diện trong sữa, làm sữa có môi trường dinh dưỡng tinh khiết thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật yêu cầu, tạo sản phẩm có độ nhớt yêu cầu, đuổi oxy từ hổn hợp tạo điều

kiện thích hợp cho vi sinh vật giống yêu cầu Khi thanh trùng Pasteur, protein nhất

là β-lactose globulin bị biến tính Khi nhiệt độ trên 1000C, phần lớn các protein của lactoserum có thể ở trạng thái liên kết với các micell casein Mặc dù với hàm lượng nước cao, việc thanh trùng cũng kéo theo phản ứng Maillard, gây ra màu nâu và có thể gây cho sữa có mùi nấu Mùi nấu tăng lên phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ thanh trùng và lượng oxygen trong sữa

2.5 Làm nguội

Sau khi thanh trùng sữa được chuyển qua bồn làm nguội để hạ nhiệt độ xuống

43oC và được bơm vào bồn cấy giống

Mục đích:

- Tiêu diệt hoặc ức chế các hoạt động của vi sinh vật và các enzyme có trong sữa trước khi lên men, nhằm tránh ảnh hưởng đến quá trình lên men bình thường của chủng nấm men giống của sản phẩm

- Làm biến tính sơ bộ các protein sữa đặc biệt là các whey protein để trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định

- Sử dụng chế độ nhiệt cần tránh tạo màu cho sản phẩm và để sản phẩm đạt độ nhớt nhất định, khả năng giữ nước tốt của casein, hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn, chắc

- Nhờ vậy 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 sữa chua

2.6 Cấy giống

Giống được sử dụng là giống vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus (hình que) và Streptococus thermophilus (hình cầu) thuộc chủng Streptococea, họ Lactobacteriaceas

 Sản xuất men cái sữa chua

Chuẩn bị men cái là một công đoạn rất quan trọng trong sản xuất sữa chua vì

nó làm tăng hoạt tính của chủng vi khuẩn sử dụng Men cái từ bồn được bơm vào bồn lên men, lượng men cái bơm vào chiếm 5% tổng khối lượng sản phẩm, pH lúc này phải đạt khoảng 4,4 – 4,5

Sơ đồ công nghệ sản xuất men cái sữa chua.

Giải thích sơ đồ:

• Trộn – hòa tan: Nước được nâng nhiệt lên 600C và sau đó được đưa vào

bộ phận định lượng để đưa vào bồn men Bột sữa gầy được trộn hòa tan với nước ở trong bồn nhờ cánh khuấy

• Thanh trùng: Dịch sữa sau trộn và hòa tan được thanh trùng ở 900C trong 30 phút để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh

• Làm nguội: Dịch sữa sau thanh trùng được làm nguội xuống 430C là nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men

• Cấy men: Men giống khô sẽ được cho vào buồng và khuấy đều trong 10 phút

• Lên men: Tắt cánh khuấy, quá trình lên men xảy ra Sau khoảng 5 - 7 giờ ở 43 - 450C, pH của men cái sẽ giảm xuống 4.3 - 4.5 thì tiến hành làm lạnh men cái

• Làm lạnh: Mở cánh khuấy, làm lạnh men cái xuống đến 4 – 80C Men cái sẽ được lưu giữ ở nhiệt độ này không quá 48 giờ

2.7 Lên men