Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa

Lêi më ®Çu Đã từ lâu ngƣời biết dùng sữa sản phẩm từ sữa nhƣ loại thực phẩm thiết yếu ngày Qua trình phân tích thành phần dinh dƣỡng ngƣời ta thấy sữa hợp chất giàu dinh dƣỡng cần thiết ngƣời tính hài hòa cân đối Sữa cung cấp acid amin thiết yếu, acid béo không no, vitamin chất khoáng cung cấp lƣợng calci dồi Sữa có lƣợng lớn chất nhƣ protein, đƣờng, chất béo, vitamin, số muối khoáng….đặc biệt chúng dƣới dạng dễ hấp thụ thể ngƣời Các sản phẩm từ sữa, dạng rắn nhƣ mát với kết cấu hình thù tính cảm vị đặc trƣng mang phong vị xứ sở, quê hƣơng, dạng hạt đơn điệu nhƣ loại sữa bột; dạng đặc mịn có thêm hƣơng vị hoa (dâu, cam ) nhƣ loại sữa chua, dạng lỏng nhƣ loại sữa tiệt trùng,sản phẩm chủ yếu chất béo (cream) nhƣ loại bơ, dạng đặc có pha thêm chất khác nhƣ sữa cô đặc có đƣờng… Cùng với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, công nghệ chế biến sữa phát triển mạnh mẽ, từ nhà cung cấp nƣớc nƣớc với nhiều mặt hàng đa dạng, phong phú Để đạt đƣợc thành tựu nhƣ ngày ngành sữa Việt Nam, yếu tố lý giải phải kể tới chất lƣợng sống ngƣời dân không ngừng tăng lên, xu hƣớng tiêu dùng thay đổi, nhận thức giá trị dinh dƣỡng sữa tới sức khỏe trẻ em, ngƣời già đƣợc quan tâm hơn… Vì thế, mức tiêu dùng sữa sản từ sữa không ngừng tăng trƣởng, doanh thu doanh nghiệp chế biến, phân phối sữa tăng lên ngày Mặt khác, sách, mục tiêu tầm vĩ mô nhà nƣớc đối vối ngành chăn nuôi bò sữa, chế biến kinh doanh sữa sản phẩm yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ phát triển đơn vị chế biến Các doanh nghiệp chế biến sữa đời tăng lên nhanh qui mô số lƣợng Tuy nhiên sản lƣợng sữa chƣa đáp ứng cách đầy đủ nhu cầu Nhƣ ta biết sữa thực phẩm giàu chất dinh dƣỡng nên môi trƣờng thuận lợi cho phát triển vi sinh vật Chính vậy, việc bảo quản sữa tƣơi khó khăn, thời gian phá hủy ngắn, sữa dễ hƣ hỏng điều kiện môi trƣờng bên Để khắc phục nhƣợc điểm này, ta phải chế biến sữa thành sản phẩm khác nhƣ: sữa trùng, sữa chua, sữa tiệt trùng… nhằm kéo dài thời gian bảo quản, tăng thêm giá trị dinh dƣỡng, cảm quan cho sữa đáp ứng nhu cầu, thị hiếu ngƣời công nghệ tiên tiến nƣớc phát triển giới nhƣ Italia, Thụy điển, Đan Mạch, Hà Lan… Trong năm gần đây, nhờ thực nhờ đổi sách, đầu tƣ tăng cƣờng nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ mà ngành chăn nuôi nƣớc ta có bƣớc tăng trƣởng nhanh, cung cấp cho xã hội khối lƣợng sản phẩm lớn đa dạng chủng loại Từ sản xuất mang tính tự cấp, tự túc đến sản phẩm chăn nuôi trở thành hàng hoá, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nƣớc mà có khối lƣợng lớn để xuất Để trở thành hàng hoá có giá trị, việc sản xuất sản phẩm có chất lƣợng tốt việc áp dụng công nghệ bảo quản chế biến phù hợp nhằm ổn định nâng cao chất lƣợng sản phẩm, đáp ứng đƣợc nhu cầu thị hiếu ngƣời tiêu dùng So với nƣớc tiên tiến nƣớc khu vực, công nghệ chế biến sản phẩm chăn nuôi nƣớc ta chậm phát triển Chúng ta thiếu không phƣơng tiện, thiết bị kỹ thuật mà thiếu tài liệu khoa học qui trình công nghệ chế biến, đặc biệt tài liệu giảng dạy trƣờng trung học chuyên nghiệp công nhân kỹ thuật để đào tạo nguồn nhân lực lĩnh vực Để góp phần nhỏ vào việc đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật thuộc lĩnh vực bảo quản chế biến sản phẩm chắn nuôi chúng tôi, cho đời giáo trình “C«ng nghÖ chế biến sữa sản phẩm sữa” Do thời lƣợng môn học có hạn nên phạm vi giáo trình tập trung giới thiệu kiến thức công nghệ bảo quản chế biến sản phẩm sữa thịt, cá loại sản phẩm thông dụng, chiếm tỷ trọng lớn sản phẩm chăn nuôi Đây giáo trình chuyên môn trọng tâm chƣơng trình đào tạo Trung học chuyên nghiệp ngành Chế biến bảo quản thực phẩm tài liệu tham khảo cho ngành có liên quan Kết cấu giáo trình: Chƣơng 1: Sữa nguyên liệu Chƣơng 2: Kỹ thuật bảo quản sơ chế sữa Chƣơng 3: Kỹ thuật chế biến sữa Mặc dù đễ cố gắng, nhƣng chắn không tránh khỏi có thiếu sót Tập thể tác giả kính mong nhận đƣợc đóng góp bạn đồng nghiệp ngƣời đọc giáo trình Tác giả Trịnh Thị Thu Phương Chương I SỮA NGUYÊN LIỆU Mục tiêu: Cung cấp cho học sinh kiến thức đặc điểm cấu tạo, thành phần hoá học tính chất đặc trƣng sữa có liên quan đến công nghệ bảo quản chế biến Nội dung: Chƣơng giới thiệu thành phần hoá học giá trị dinh dƣỡng sữa, số tính chất lý hoá đặc trƣng sữa, yếu tố ảnh hƣởng tới thành phần chất lƣợng sữa, phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa (bao gồm độ axit, độ tƣơi, tiêu vi sinh vật, tạp chất học,…) kỹ thuật vắt sữa, vận chuyển thu nhận sữa Trọng tâm chƣơng phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa thực hành xác định số tiêu lý hoá sữa nguyên liệu trƣớc đƣa vào chế biến I TÌNH HÌNH TIÊU THỤ VÀ SẢN XUẤT SỮA Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Tình hình tiêu thụ sản xuất sữa Việt Nam Năm 2006 Việt Nam thức nhập tổ chức thƣơng mại giới WTO Việt Nam giai đoạn tăng trƣởng phát triển kinh tế mạnh mẽ kéo theo mức thu nhập, mức sống ngƣời dân đƣợc cải thiện rõ rệt Vì sữa sản phẩm làm từ sữa gần gũi với ngƣời dân Nếu trƣớc năm 90 kỷ trƣớc có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu sữa đặc sữa bột (nhập ngoại) Hiện thị trƣờng sữa Việt Nam có gần 20 hãng nội địa chế biến thành 500 loại sản phẩm khác có ngành sản xuất  Sản xuất sữa tƣơi ( trùng tiệt trùng )  Sản xuất sữa chua ( uống ăn )  Sản xuất sữa bột  Sản xuất bơ phomat Tổng lƣợng tiêu thụ sữa Việt Nam liên tục tăng mạnh với mức từ 15 – 20% năm, theo dự báo đến năm 2010 mức tiêu thụ sữa thị trƣờng tăng gấp đôi tiếp tục tăng gấp đôi vào năm 2020 Về mức tiêu thụ sữa trung bình Việt Nam khoảng 10-12 kg/ngƣời/năm, tức tăng gấp 12 lần so với năm đầu thập niên 90 kỷ trƣớc Mức tiêu thụ sản phẩm sữa nƣớc ta Cục Khuyến nông - Khuyến lâm (Bộ NNPTNT) thống kê đƣợc 2009 Năm 1980-1985 1995 1998 2000 2002 2010 Lƣợng sữa (kg/năm) 0.47 2.05 6.5 7.0-8.0 10-12 Bảng 1.1 Mức tiêu thụ bình quân người/năm Việt Nam (kg/năm) Vì thế, mức sử dụng sữa sản phẩm từ sữa không ngừng tăng trƣởng, doanh thu doanh nghiệp chế biến, phân phối sữa tăng lên ngày Mặt khác, sách, mục tiêu tầm vĩ mô nhà nƣớc ngành chăn nuôi bò sữa, chế biến, kinh doanh sữa sản phẩm yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ phát triển đơn vị chế biến, doanh nghiệp chế biến sữa đời tăng lên nhanh quy mô số lƣợng Tuy nhiên nay, chƣa đáp ứng cách đầy đủ nhu cầu đó,ở nƣớc ta nguồn sữa tƣơi nguyên liệu hạn chế Để giải vấn đề trên, nƣớc ta phát triển nhiều vùng chăn nuôi bò sữa có quy mô lớn nhƣ: Mộc Châu, Lâm Đồng, Tp Hồ Chí Minh, Ba Vì, Hà Nội Công ty cổ phần thực sữa TH xây dựng trang trại chăn nuôi Nghĩa Đàn – Nghệ An, với giống bò tốt cho suất cao nhƣ: Bò Hà Lan với suất: 3.000  3.500 lít sữa/chu kỳ Bò Sind với suất: 1.600  1.800 lít sữa/chu kỳ Bò Hà Lan Sind với suất: 2.500 lít sữa/chu kỳ Theo tổng cục thống kê năm 2008 nƣớc có tổng đàn bò sữa 107.983 con, bò sữa 65.104 tổng sản phẩm sữa 320 ngàn sữa/năm đáp ứng đƣợc 38  40% nhu cầu tiêu thụ sữa Vịêt Nam chiến lƣợc phát triển chăn nuôi đến năm 2020, Bộ NN&PTNT đề mục tiêu tăng đàn bò sữa lên 400500 ngàn con, tƣơng lai đáp ứng đƣợc 50% nhu cầu sữa tiêu thụ nƣớc 2.Tình hình sản xuất tiêu thụ sữa giới Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa ngành có trình độ đại Trải qua thời gian, với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sữa không ngừng phát triển Sữa đƣợc sản xuất tiêu thụ hầu hết nƣớc giới, đặc biệt nƣớc phát triển nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Hà Lan, Newzeland, Canada … Đây nƣớc đứng đầu giới sản lƣợng sữa công nghệ chế biến sữa, hàng năm nƣớc xuất lƣợng lớn sữa dƣới dạng sữa bột Châu Á không thụ sữa lớn mà nơi nhập sữa nhiều giới (chiếm 50% tổng sản lƣợng sản phẩm sữa) thu nhập tăng nhanh trình đô thị hóa làm tăng nhu cầu tiêu thụ sữa Hai thị trƣờng phát triển mạnh Ấn Độ Trung Quốc với sản lƣợng hàng năm tƣơng đƣơng với mức tiêu thụ từ 116 thị trƣờng khác giới Sản lƣợng sữa tăng khoảng 1.4 tỷ lít Ấn Độ từ năm 2006 – 2007, đạt mức 50 tỷ lít năm 2007 Tại Trung Quốc 1.7 tỷ lít, đạt mức 17.5 tỷ lít năm 2007 Tại khu vực Tây Âu Bắc Mỹ việc uống sữa ngƣời dân cao ổn định Sản lƣợng sữa gia tăng mạnh số kinh tế nhƣng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu thị trƣờng sau bảng thống kê mức độ tiêu thụ sữa số quốc gia STT Tên nước Tiêu thụ sữa (kg/người/năm) 2007 2008 2009 Trung Quốc 31,2 32,7 34,2 Inđônesia 9,9 10,8 10,7 Iran 111,0 112,2 112,0 Nhật Bản 74,4 73,6 74,5 Hàn Quốc 55,7 55,6 55,4 Singapore 87,0 83,3 58,8 Thái Lan 22,8 21,2 22,1 Thổ Nhĩ Kỳ 164,9 164,4 165,8 Việt Nam 11,6 12,1 12,7 10 Ai Cập 73,6 72,1 68,7 11 Mexico 121,1 124,4 125,0 12 Argentina 215,7 224,2 233,3 13 Brazil 141,6 141,5 149,9 14 Canada 252,3 255,3 252,2 15 Hoa Kỳ 275,3 272,6 271,2 16 Liên bang Nga 244,9 248,1 251,1 17 Ukraina 247,3 238,1 228,3 18 Australia 314,3 309,9 305,9 19 New Zealand 1047,0 1255,8 1186,0 Bảng 1.2 Mức tiêu thụ sữa đầu người số nước giới Từ ta thấy đƣợc mức tiêu độ tiêu thụ sữa bình quân ngƣời/năm Việt Nam thấp so với giới Theo khảo sát nƣớc ta, dân số hàng năm tiếp tục tăng, tốc độ tăng trƣởng kinh tế bình quân nƣớc ta đạt từ 7- 8%/năm, với mức thu nhập nhƣ mức sống ngƣời dân ngày đƣợc nâng lên Việt Nam uống 10-12 lít sữa/năm, sản lƣợng sữa bình quân hàng năm theo đầu ngƣời Châu Âu đạt 350 – 400 lít/ngƣời/năm Còn Châu Á, phát triển muộn nhƣng sản lƣợng tăng ngày cao nhƣ Singapore sản lƣợng trung bình 83,3lít/ngƣời/năm (năm 2008) 58,8lít/ngƣời/năm (năm 2009) Thái Lan 21,2 lít/ngƣời/năm (năm 2008) 22,1lít/ngƣời/năm (năm 2000).Trong nƣớc Mỹ, Nga, Nhật Bản, Australia, New Zealand sản lƣợng tiêu thụ sữa lớn II THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DING DƢỠNG CỦA SỮA Sữa chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hai lần so với nƣớc, có vị đƣờng nhẹ có mùi rõ nét Về phƣơng diện hoá lý ngƣời ta coi sữa nhƣ thể keo gồm cầu béo có đƣờng kính từ 3-5àm mixen protein có đƣờng kính gần 0,1àm pha phân tán nƣớc Trong sữa có hai chất chất khô nƣớc hai chất thành phần lí hoá có liên quan chặt chẽ với Nếu thay đổi thành phần thay đổi tính chất sữa Thành phần sữa thay đổi nhiều nguyên nhân khác nhau, mà giới hạn chênh lệch thành phần có ảnh hƣởng lớn tới trình sơ chế chế biến Hiện ngƣời ta tìm thấy sữa có tới gần 100 chất khác có đạm, mỡ, đƣờng, vitamin, khoáng, men Trong sữa có đầy đủ 20 loại axit amin mà có 1112 loại axit amin không thay thế, 18 loại axit béo (mỡ thực vật có 57 loại), 25 loại muối khoáng, 12 loại vitamin, 10 loại men, loại đƣờng số loại nguyên tố vi lƣợng Có thể nói sữa loại thực phẩm có đầy đủ chất quan trọng phát triển thể ngƣời loại thực phẩm thay sữa mẹ nuôi dƣỡng trẻ sơ sinh ngày đầu sinh Thành phần hoá học giá trị dinh dƣỡng sữa phụ thuộc vào giống gia súc, tuổi, chế độ dinh dƣỡng, chế độ chăm sóc, kỹ thuật vắt lấy sữa Thành phần hoá học số loại sữa đƣợc trình bày bảng 1.1 Loại sữa Nƣớc Chất Chất khô béo Protein Casein Whey Lactose Tro Protein Sữa 87,5 12,5 4,0 0,9 0,3 0,6 7,0 0,2 ngƣời 87,5 12,5 3,8 3,3 2,7 0,6 4,7 0,7 Bò 82,8 17,2 7,4 3,8 3,2 0,6 4,8 0,8 Trâu 85,2 14,8 5,6 3,8 3,1 0,7 4,8 0,7 Dê 80,7 19,3 7,4 5,5 4,6 0,9 4,8 1,0 Cừu 88,8 11,2 1,9 2,5 1,3 1,2 6,2 0,5 Ngựa Bảng 1.3 Thành phần hoá học số loại sữa Nguồn: B Simosen, R Hamm and Rogowski Trong bảng 1.1 cho thấy, sữa loại động vật khác có thành phần hoá học khác Sữa cừu có hàm lƣợng protein chất béo cao nhất, tiếp sữa trâu Căn vào thành phần hoá học mùi vị mà ngƣời ta sản xuất sản phẩm sữa đặc trƣng từ loại sữa đó, ví dụ nhƣ sữa chua kumis từ sữa dê,… Hình 1.1 Thành phần hoá học số loại sữa Phổ biến giới có Việt nam sữa bò Vì vậy, nội dung đề cập đến sữa bò đƣợc gọi đơn giản sữa Thành phần hoá học trung bình lít sữa sữa bò đƣợc ghi bảng 1.2 Nước 1.1 Nước tự Nƣớc tự chiếm 9697% số lƣợng nƣớc có sữa Nƣớc tự có ý nghĩa quan trọng việc sản xuất sản phẩm sữa nhƣ tính chất lí hoá phát triển vi sinh vật Lƣợng nƣớc tách đƣợc trình cô đặc, sấy liên kết hoá học với chất khô 1.2 Nước liên kết No Thành phần Trọng lƣợng (g) Thành phần tạo hình cung cấp lƣợng 900-910 Nƣớc 35-45 Chất béo 35-36 Hợp chất chứa nitơ 47-52 Lactoza 9,0-9,1 Chất khoáng trạng thái có vết Chất xúc tác sinh học - Sắc tố - Enzim - Vitamin 4-5% thể tích sữa Chất khí hoà tan khỏi vú - Khí cacbonic - Khí o xy - Khí nitơ Bảng 1.4 Thành phần hoá học trung bình lít sữa bò Nƣớc liên kết có ít, khoảng 34%, vi sinh vật phát triển nƣớc liên kết Hàm lƣợng nƣớc liên kết phụ thuộc vào thành phần phần trăm hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit Nƣớc liên kết thƣờng đƣợc gắn với nhóm nhƣ: -NH2,-COOH, OH, = NH,-CO-NH-,… Hàm lƣợng nƣớc liên kết sản phẩm sữa khác nhau: sữa gầy có 2,13-2,59%, sữa đầu có 4,15%, nƣớc tách trình sản suất bơ có 1,75% Nƣớc liên kết đóng băng nhiệt độ nhỏ 0C, không hoà tan muối, đƣờng Dạng đặc biệt nƣớc liên kết nƣớc kết tinh với lactoza dƣới dạng C12H22011.H2O Chất khô Chất khô sữa bao gồm tất chất lại, trừ nƣớc Có thể xác định hàm lƣợng chất khô sau sấy sữa 102105oC đến trọng lƣợng không đổi tính toán theo công thức thực nghiệm sau đây: - Công thức Richmond: S =1,21M+0,25a+0,66 (1.1) - Công thức Fleischman: S  1,2 M  266,5a  1 a (1.2) S- hàm lƣợng chất khô sữa,%; M- hàm lƣợng chất béo %; a- tỷ trọng sữa theo độ lactometer 2.1 Lipit Lipit sữa (mỡ sữa) thành phần quan trọng sữa Về mặt dinh dƣỡng, mỡ sữa có độ sinh lƣợng cao (cứ 1g chất béo cho 9,3kcal) Trong mỡ sữa có 20 loại axit béo số loại vitamin hoà tan chất béo (A, D, E) Thành phần hoá học mỡ sữa gồm có: glyxerit, photphatit, glycolipit Glyxerit thành phần mỡ sữa với tỷ lệ 98-99% Nó đƣợc tạo thành từ glyxerin axit béo Công thức hoá học nhƣ sau: CH2 OO CR1 CH2 – OO CR2 CH2 – OO CR3 Trong đó: R1, R2 R3 gốc loại axit Các axid béo có mạch cacbon đa dạng, từ C4 ữ C24, gồm axit béo no không no có nối đôi Ví dụ, palmitic (C18:1), oleic (C12:1), leolinic (C18:3) arachindonic (C20: 4) Phosphatit glicolipit đóng vai trò quan trọng việc tạo thành màng 10 d) Theo cấu trúc mát: - Pho mát có lỗ hổng hình tròn (round-eyd texture) đƣợc tạo thành trình ủ chín CO2; - Pho mát có lỗ hổng hình hạt (granular texture) không khí lọt vào hạt mát trình đổ khuôn; - Pho mát lỗ hổng Pho mát vừa (bán cứng), có lỗ hổng hình tròn Pho mát cứng, có lỗ hổng hình hạt hình tròn Pho mát mềm, có lỗ hỏng lỗ hổng Hình.3.38 Một số loại phomat 135 Nguyên liệu sữa dùng để sản xuất mát Sữa dùng để sản xuất mát phải đảm bảo đƣợc hai yêu cầu nhƣ sau: - Đạt tiêu chuẩn hoá lý, sinh học nhƣ để sản xuất sản phẩm sữa lên men khác - Có khả đông tụ cazein renin khả tách whey hạt mát Để kiểm tra khả đông tụ sữa, ngƣời ta tiến hành nhƣ sau: cho 10 ml sữa + ml 0,02% dung dịch renin, khuấy trộn đặt vào cốc cách thuỷ 35oC, theo dõi đông tụ Nếu sữa đông tụ thời gian: Không 15 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh Khoảng 15 – 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thƣờng Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm - Không nên xử lý sữa nhiệt độ cao trƣớc đƣa vào chế biến mát Qui trình sản xuất phomat 3.1 Qui trình sản xuất mát tươi Pho mát tƣơi sản phẩm sữa có giá trị dinh dƣỡng cao Hàm lƣợng protein khoảng 15 – 20% gồm có đầy đủ loại axit amin quan trọng Sự có mặt axit amin nhƣ metiomin, lizin, … mát tƣơi khiến cho đƣợc sử dụng nhƣ sản phẩm phòng chữa bệnh gan xơ động mạch Ngoài mát tƣơi có số lƣợng đáng kể chất khoáng Ca, P, Fe, MG, … cần cho phát triển tế bào, tạo thành xƣơng trình trao đổi chất thể Pho mát tƣơi đƣợc chia làm ba loại chính: loại béo, béo không béo Từ ba loại này, ngƣời ta chế biến hàng loạt dạng sản phẩm khác cách cho thêm muối, đƣờng, nƣớc quả, nho khô, mật ong, … tuỳ theo vị Pho mát tƣơi đƣợc làm từ sữa tƣơi theo phƣơng pháp chua phƣơng pháp lên men chua - Phƣơng pháp chua: quện sữa tạo thành kết trình lên men lactic Phƣơng pháp dùng có hiệu tốt loại mát không béo - Phƣơng pháp men chua: đƣợc sử dụng để sản xuất mát béo béo Dƣới giới thiệu qui trình sản xuất mát tƣơi theo phƣơng pháp chua men chua: 3.3.1 Qui trình sản xuất mát tươi theo phương pháp chua 136 Nguyên liệu thƣờng dùng sữa chua chất béo (sữa gầy), độ chua không 21oT Sữa đƣợc trùng 78 – 80oC, làm nguội tới nhiệt độ lên men 28 – 30oC nhiệt độ ngƣời ta cho vào lƣợng chủng vi sinh vật – 8%, khuấy Để yên – 8h Khi độ chua quện sữa đạt 65 – 70oT đƣợc Dùng dao lƣới dao gỗ cắt quện thành miếng nhỏ 20 mm Để yên 15 – 20 phút Đun từ từ quện tới 36 – 38oC để tăng nhanh trình tách nƣớc Có thể dùng whey nóng 60 – 65oC cho vào trực tiếp để tăng nhiệt độ quện Khi đổ nƣớc nóng, ý khuấy đều, nhẹ tay Nếu dùng nƣớc nóng (nhiệt độ cao) làm sản phẩm khô, rời rạc Ngƣợc lại, với nhiệt độ thấp lại làm chậm trình tách whey từ quện, làm tăng độ chua sản phẩm Sau đạt độ chua cần thiết, để yên 10 – 15 phút Tách nƣớc sơ cho quện vào bao tải thô, buộc kín xếp bao chồng lên bao whey không tự chảy Nếu hàm lƣợng nƣớc quện sữa cao 80% tiếp tục ép nóng máy Quá trình ép phải tiến hành khu vực riêng có nhiệt độ không khí 8oC để độ chua sản phẩm không bị tăng lên sau ép xong, ngƣời ta phải làm lạnh tới nhiệt độ – 8oC Bảo quản mát tƣơi – 4oC Tuỳ theo yêu cầu, ngƣời ta trộn thêm đƣờng, nho khô muối, … tạo sản phẩm có hƣơng vị khác 3.1.2 Sản xuất mát tươi theo phương pháp lên men chua Chuẩn bị sữa để lên men gồm bƣớc sau: tiêu chuẩn hoá nguyên liệu, làm sạch, trùng, làm nguội tới nhiệt độ lên men Nhiệt độ trùng ảnh hƣởng trực tiếp tới tỷ trọng quện sữa Nhiệt độ cao tỷ trọng quện sữa cao, đồng thời khả giữ nƣớc cao gây cản trở cho việc tách whey protein khỏi quện sữa Do chế độ trùng thích hợp 72-75oC 20s Nhiệt độ thấp không đảm bảo để có đƣợc quện sữa mịn, men lipaza chƣa bị tiêu diệt hoàn toàn nên dễ làm ôi, làm chua sản phẩm Ngƣợc lại, nhiệt độ cao làm whey bị tách nhiều giảm tỷ lệ sản phẩm Sau trùng, sữa đƣợc làm nguội tới 28 – 32oC mùa hè, 30 – 32oC mùa đông nhiệt độ này, ngƣời ta cho – 8% chủng gồm loại Streptococcus lactic, S.diacetyllactic, khuấy 30 - 40 phút khuấy lần 137 Sau 3-4h, độ chua hạt 32-35oT, ngƣời ta cho dung dịch 40% canxi clorua (300400g muối khan CaCl2 cho sữa nguyên liệu) khuấy Sau cho dung dịch renin với tỷ lệ 0,8 – 1,2 g/1 sữa nguyên liệu Khi cho men sữa vào tiếp tục khuấy Để yên lúc toàn khối sữa đông tụ hoàn toàn Thời gian lên men khoảng -8h Để tách whey nhanh, ngƣời ta dùng dao gỗ dao lƣới cắt quện thành miếng nhỏ chiều khoảng 20 mm Để yên tĩnh 30 – 60 phút Lúc whey chảy từ quện sữa nhiều Có thể tháo ống xiphông cho whey chảy bớt Các công đoạn sau làm tƣơng tự nhƣ sản xuất mát tƣơi theo phƣơng pháp chua 3.2 Qui trình sản xuất mát có trình chín sinh hoá Quy trình sản xuất đƣợc thể hình 3.18 Từ khâu nhận sữa, kiểm tra chất lƣợng sữa giống nhƣ phần trình bày Các bƣớc đƣợc tóm tắt nhƣ sau: Tiêu chuẩn hoá Ngƣời ta phân biệt hai khái niệm hàm lƣợng chất béo mát: - Hàm lƣợng chất béo tuyệt đối (%)là tỷ lệ lƣợng chất béo mát với trọng lƣợng nó.l - Hàm lƣợng chất béo theo chất khô (%)là tỷ lệ lƣợng chất béo với lƣợng chất khô mát Các loại mát chế biến từ loại sữa có thành phần nhƣ có hàm lƣợng chất béo tuyệt đối khác hàm lƣợng nƣớc loại mát không giống Vì vậy, để tiêu chuẩn hoá ngƣời ta dùng khái niệm hàm lƣợng chất béo theo chất khô Hàm lƣợng chất béo sữa tiêu chuẩn dùng để sản xuất loại mát đƣợc tính bằng: M TC  Ps M CK k 100 Trong đó: MTC- hàm lƣợng chất béo sữa tiêu chuẩn, %; Ps- hàm lƣợng protein sữa, %; 138 MCK- hàm lƣợng chất béo theo chất khô loại mát định sản xuất k- hệ số thực nghiệm, ví dụ loại 50% chất béo k = 2,09 – 2,15, loại 45% chất béo k = 2,02 Nhận sữa Cấy men Lên men giai đoạn Làm Tiêu chuẩn hoáT Làm nguội Thanh trùngT Cấy men Lên men giai đoạn Xử lý muối Ép bánh Xử lý muối Ngâm chín Cắt quện sữa, tách nƣớc Đóng gói Bảo quản Hình 3.18 Qui trình sản xuất mát có trình chín sinh hoá Thanh trùng Thanh trùng để tiêu diệt loại vi trùng cần thiết Tuy nhiên trùng phá vỡ cân muối, làm giảm hàm lƣợng muối canxi mà kết làm giảm khả đông tụ sữa men sữa (renin) Để khắc phục nhƣợc điểm ngƣời ta phải bổ sung thêm canxi dƣới dạng CaCl2 Chế độ trùng phổ biến 72 – 76oC 15 – 20s Tuỳ thuộc vào chất lƣợng sữa mà chọn chế độ trùng thích hợp Tuy nhiên, thực tế cho thấy mát làm từ sữa không trùng có mùi vị hƣơng thơm đặc trƣng Khi chất lƣợng sữa nguyên liệu phải loại đặc biệt Lên men Quá trình lên men đƣợc chia theo hai giai đoạn: - Giai đoạn 1: Sau làm nguội, cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa giữ nhiệt độ lên men độ axit tăng từ 16 – 18oT đến 32 – 35oT Đây biện pháp để tăng khả đông tụ sữa renin 139 - Giai đoạn 2: Sau sữa đạt độ chua 32 – 35oT, ngƣời ta bổ sung thêm renin CaCl2 Quá trình lên men kết thúc toàn khối sữa đông lại Trong số trƣờng hợp, để tăng khả đông tụ sữa renin, ngƣời ta cho thêm khoảng – 20 g CaCl2/100kg sữa Nếu sữa có vi khuẩn butiric vi khuẩn yếm khí, ngƣời ta dùng NaNO3, KNO3 với liều lƣợng thích hợp phải đƣợc kiểm soát chặt chẽ Nếu liều cao ngăn trở phát triển bình thƣờng hệ vi khuẩn, làm ngừng hẳn trình chín sinh học Kết trình lên men làm cho sữa đông tụ Dƣới tác dụng renin, casein chuyển thành paracasesin paracasesin kết hợp với canxi tạo thành quện sữa Cắt quện sữa Sau sữa đông tụ, ngƣời ta tiến hành cắt quện sữa thành miếng nhỏ với kích thƣớc khác tuỳ loại mát để tăng nhanh trình tách whey Các hạt mát tạo thành đƣợc đảo trộn nhẹ nhàng nhằm ngăn chặn kết dính hạt Ngoài yếu tố học (cắt quện sữa, khuấy) ngƣời ta dùng yếu tố nhiệt để đẩy nhanh tốc độ tách nƣớc Tuỳ loại mát nhiệt độ 38 – 42oC 52 – 58oC Tốc độ gia nhiệt khoảng 0,3 – 0,6oC/phút Khi đạt đƣợc nhiệt độ yêu cầu, tiếp tục khuấy 20 – 60 phút Ép thành bánh Có hai cách làm: ép khối hạt mát thiết bị sản xuất bên Theo cách đầu ngƣời ta tháo hết whey, nhào sơ khối hạt mát đặt kim loại lên nén sơ bộ, sau cắt khối hạt tạo thành miếng nhỏ có trọng lƣợng định, cho vào khuôn Phƣơng pháp đòi hỏi lao động nặng nhọc Cách làm thứ hai tháo khoảng 50 – 60% whey đổ khối hạt mát lại vào khuôn ép chặt thành khuôn có lỗ nhỏ thoát nƣớc Nén mát Trong trình nén, hạt mát kết dính thành khối mát có hình dạng định Đây giai đoạn điều chỉnh hàm lƣợng nƣớc mát 140 Đối với loại mát, thông số nhƣ áp suất nén, thời gian nén, nhiệt độ, pH … số Ví dụ: Đối với mát cứng, áp suất nén thƣờng 0,4-0,5 bar 24-48h, mát mềm 0,4 - 0,5 bar 2-3h, loại Cheddar 1,0-1,5 bar 24h Muối mát Mục đích việc muối mát để tạo vị thích hợp, tạo điều kiện cho chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến trạng thái giữ chất lƣợng bảo quản Ngƣời ta nhận thấy hoạt tính vi khuẩn lactic mạnh hàm lƣợng muối mát khoảng 0,5% Muối có ảnh hƣởng tới tạo thành axit mát mà kéo theo thay đổi đặc tính mát (cấu trúc, trạng thái) muối có tác dụng tạo áp suất thẩm thấu, giữ chất lƣợng bảo quản Các vi khuẩn chất thơm nhạy cảm với muối Muối đƣợc coi tác nhân điều chỉnh tạo thành chất khí (tạo thành lỗ rỗng) Trong mát ngƣời ta nhận thấy paracasein hoà tan tốt hàm lƣợng muối 5% Pho mát có cấu trúc, trạng thái tốt hàm lƣợng muối đạt đƣợc xấp xỉ giá trị Thông thƣờng có ba cách muối mát: muối hạt, muối nƣớc muối muối muối khô - Muối hạt: sau tháo phần lớn whey, ngƣời ta cho muối vào với lƣợng 200- 300g cho 100 kg sữa (tƣơng đƣơng với khoảng 10 kg hạt mát), khuấy liên tục khoảng 10 phút Thƣờng áp dụng cho loại mát mềm, thời gian muối kéo dài – ngày - Muối muối khô: rắc muối khô lên bề mặt mát, muối đƣợc hoà tan nhờ nƣớc chảy từ mát, đồng thời muối thấm vào phía Trong trình phải lật đảo để muối thấm Cách làm áp dụng cho loại mát cứng Emmenthat mát có mốc xanh - Muối nƣớc muối: dùng nƣớc muối nồng độ 16 – 23%, nhiệt độ 15oC để muối, thời gian muối mát phụ thuộc vào kích thƣớc trọng lƣợng khối mát, nhƣ hàm lƣợng muối mát thành phẩm Ủ chín mát 141 Đây trình chuyển hoá chất phức tạp, đặc biệt protein, lactoza chất béo tạo cho loại mát có mùi vị, cấu trúc màu sắc riêng biệt, đặc trƣng Đƣờng sữa (lactoza) dƣới tác dụng vi khuẩn phân giải thành axit lactic Axit lactic lại tác dụng với canxi paracasein tạo thành axit lactat paracasein có khả tiếp tục phân giải thành axit amin Tốc độ ủ chín mát, hay nói cách khác tốc độ phân giải protein phụ thuộc vào lƣợng vi khuẩn, điều kiện ủ chín (nhiệt độ, độ ẩm không khí.…) hàm lƣợng nƣớc mát Sự tạo thành axit bay kết trình chuyển hoá lactoza, chất béo, chất đạm Đóng gói bảo quản Khi mát chín phải bảo quản kho lạnh có nhiệt độ không khí -5oC Tuỳ theo loại mát ngƣời ta sử dụng loại bao bì cho phù hợp Kiểm tra hiệu suất sản xuất phomat Thành phần hoá học phomat sản xuất theo phƣơng pháp công nghiệp đáp ứng đƣợc quy định theo tiêu chuẩn Tuy nhiên chất lƣợng phomat phụ thuộc không vào trình công nghệ sản xuất nhƣ thiết bị đƣợc lựa chọn sử dụng, có nghĩa hiệu suất trình sản xuất phomat phải đƣợc tính toán kỹ mặt lý thuyết từ khối lƣợng sữa nguyên liệu đƣa vào chế biến để thu đƣợc phomat có chất lƣợng cao Để đánh giá hiệu suất trình sản xuất mát cần phải xác định hàm lƣợng chất khô G tách mỡ sót lại sản phẩm phomat ứng với lít sữa đƣợc chế biến Gọi V thể tích sữa đem chế biến P trọng lƣợng phomat thu đƣợc sau chế biến EST thành phần chất khô trung bình phomat, tính % tổng chất khô) MG phần trăm chất béo so với chất khô ESD phần trăm chất khô chung tách mỡ Từ kí hiệu thành phần ngƣời ta tính hệ số G nhƣ sau: Ta biết: 142 ESD  EST MGxEST 100 Tổng chất khô tách mỡ trình sản xuất là: ESDxP 100 ` Hàm lƣợng chất khô G đƣợc xác định theo công thức: G ESDxP 100.V Tuy nhiên phƣơng pháp chậm cho kết phải thông qua thực nghiệm, đặc biệt trƣờng hợp sản xuất loại phomat phải qua khâu tinh luyện Mặt khác hệ số G không ổn định không phụ thuộc vào thành phần sữa nguyên liệu ban đầu (chất béo, chất khô,…) mà phụ thuộc vào qui trình sản xuất Vì vậy, ta xác định hệ số G theo phƣơng pháp Gruyere cho kết nhanh Gọi E chất khô tách chất béo từ 1kg sữa đem chế biến, – E hàm lƣợng nƣớc chất béo Sau đông tụ tách nƣớc, từ 1kg sữa thu đƣợc: - Một lƣợng huyết có chứa chất khô tách mỡ e lƣợng nƣớc chất béo R - Một lƣợng phomat chứa E – e chất khô tách mỡ, lƣợng nƣớc chất béo r Lƣợng chất khô tách béo S có 1kg phomat đƣợc tính theo công thức: S E e E er Lƣợng chất khô tách béo s có kg huyết là: s e eR Cuối ta có: – E = R +r Trong giá trị E, S, s thể xác định nhanh chóng phòng thí nghiệm Từ điều kiện ta dễ dàng suy hệ số G theo lý thuyết cách giải phƣơng trình cho kết tính toán: E e  S ( E  e) S s 143 Suy hệ số G nhƣ sau: G S ( E  e) d S s d - tỷ trọng sữa đƣợc cấy men dịch vị Tuỳ theo vùng, thời kì phƣơng pháp chế biến mà hệ số G có giá trị khác nhau, nhƣng nhìn chung G dao động khoảng 27 – 35 144 CÂU HỎI ÔN TẬP Qui trình sản xuất sữa trùng sữa tiệt trùng? Qui trình sản xuất sữa hoàn nguyên sữa pha lại? Qui trình sản xuất sữa cô đặc tiệt trùng sữa cô đặc có đƣờng? Qui trình sản xuất sữa bột nguyên sữa bột gầy? Qui trình sản xuất sữa chua yohurt sữa chua kefir? Qui trình sản xuất bơ theo phƣơng pháp đảo trộn phƣơng pháp liên tục? Qui trình sản xuất mát tƣơi mát có trình chín sinh hoá? 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Đức Doan(2007) Bài giảng công nghệ chế biến Sữa – Thịt – Trứng Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội Lƣơng Đức Phẩm (2001) Vi sinh vật học vệ sinh an toàn thực phẩm Nhà xuất Nông Nghiệp Hà Nội Lâm Xuân Thanh Giáo trình công nghệ chế biến Sữa & sản phẩm chế biến từ Sữa Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn.Báo cáo cục chăn nuôi Dairy processing handbook (2003) Tetra Pak Processing http://www.ebook.edu.vn/?page=1.18&view=18938 http://www.agro.gov.vn http://www.vinamnet.com.vn 146 MỤC LỤC Lời nói đầu Chƣơng I SỮA NGUYÊN LIỆU I TÌNH HÌNH TIÊU THỤ VÀ SẢN XUẤT SỮA Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Tình hình tiêu thụ sản xuất sữa Việt Nam 2.Tình hình sản xuất tiêu thụ sữa giới II THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DING DƢỠNG CỦA SỮA Nƣớc Chất khô 10 Giá trị dinh dƣỡng sữa 20 III MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA SỮA 22 Tính chất vật lý 22 Tính chất hoá học 24 IV MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI THÀNH PHẦN CỦA SỮA 27 Giống tuổi 27 Chu kỳ vắt sữa 28 Thức ăn 29 Điều kiện môi trƣờng 30 Tình trạng sức khoẻ 30 V KIỂM TRA CHÂT LƢỢNG SỮA 31 Độ axit chung 31 Chỉ số độ tƣơi 32 Chỉ tiêu vi sinh vật 32 Tạp chất học 34 Tỷ trọng 34 Hàm lƣợng chất béo 35 Xác định hàm lƣợng chất khô 37 VI VẮT SỮA, VẬN CHUYỂN VÀ THU NHẬN SỮA 38 Vắt sữa 38 147 Vận chuyển thu nhận 39 Kiểm tra chất lƣợng 42 CÂU HỎI ÔN TẬP 43 Chƣơng II 44 KỸ THUẬT SƠ CHẾ SỮA VÀ BẢO QUẢN SỮA 44 I NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SỮA XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 44 Lên men đƣờng 45 Phân huỷ mỡ sữa 45 II KỸ THUẬT SƠ CHẾ SỮA 46 Làm sữa 46 Kỹ thuật làm lạnh bảo quản lạnh sữa 49 Thanh trùng sữa 52 Phân ly sữa 60 Li tâm tách béo 65 Đồng hoá sữa 67 Tiêu chuẩn hoá sữa 70 CÂU HỎI ÔN TẬP 72 Chƣơng III 73 KỸ THUẬT CHẾ BIẾN SỮA 73 I KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA UỐNG 73 Sữa trùng 73 Sữa tiệt trùng 82 Sữa hoàn nguyên, sữa pha lại 90 II KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA CÔ ĐẶC 93 Khái niệm sữa cô đặc 93 Qui trình sản xuất sữa cô đặc 95 III KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA BỘT 101 Khái niệm sữa bột 101 Qui trình sản xuất sữa bột 103 IV KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA CHUA 109 148 Khái niệm 109 Sữa chua yoghurt 110 Sữa chua kefir 116 V KỸ THUẬT SẢN XUẤT BƠ 117 Khái niệm 117 Qui trình sản xuất bơ 118 Những biến đổi bơ trình chế biến bảo quản 129 Kiểm tra hiệu suất trình sản xuất bơ 132 VI KỸ THUẬT SẢN XUẤT PHOMAT 134 Khái niệm 134 Nguyên liệu sữa dùng để sản xuất mát 136 Qui trình sản xuất phomat 136 Kiểm tra hiệu suất sản xuất phomat 142 CÂU HỎI ÔN TẬP 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO 146 MỤC LỤC 147 149