Báo cáo công nghệ sản xuất KEFIR (sữa)

Báo cáo công nghệ sản xuất KEFIR (sữa).....Báo cáo công nghệ sản xuất KEFIR (sữa)........1)Giới thiệu, 2)Quy trình sản xuất, 3) Thiết bị, 4) Sản phẩm,.... Tài liệu bổ ích, trình bày chi tiết rõ ràng đầy đủ các phần đã nêu như đề mục trên..

MỤC LỤC

Mục lục 1

Lời mở đầu 2

I SỮA 3

I.1.Thành phần hóa học 3

I.2.Tính chất lý hóa 4

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT KEFIR 5

II.1 Sơ đồ qui trình công nghệ 6

II.2 Thuyết minh qui trình công nghệ 7

III KEFIR 16

IV THÀNH TỰU TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT .18

V PHỤ LỤC 18

Tài liệu tham khảo 22

Lời mở đầu

Sữa có thể nói là một loại thức ăn toàn diện, nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cơ thể về protein và các amino acid không thay thế của nó Sữa chứa các chất béo không

no, các chất khoáng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể, đặc biệt là canxi, photpho và các loại vitamin Sữa là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, không những thể hiện ở hàm lượng các chất dinh dưỡng, tỷ lệ giữa chúng mà còn thể hiện tính đặc trưng hữu hiệu của các thành phần dinh dưỡng có trong sữa Vì vậy, từ sữa con người không ngừng chế tác ra các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau Các sản phẩm từ sữa rất đa dạng và phong phú từ các loại sữa tươi tiệt trùng, sữa bột, sữa đặc có đường đến các sản phẩm chế biến từ sữa như phomai, bơ, và các sản phẩm lên men như yoghurt, kumiss… trong đó có kefir

Kefir là một trong những sản phẩm sữa truyền thống lâu đời nhất Đồ uống làm từ sữa này đều là các sản phẩm địa phương của vùng Caucasus và các vùng thảo nguyên Turkestan, nhanh chóng phổ biến sang các nước Đông Âu, Trung Âu Nguyên liệu làm kefir là sữa dê, sữa cừu hoặc sữa bò Kefir là sản phẩm thông dụng ở nhiều quốc gia, tuy nhiên chiếm số lượng lớn nhất - bình quân hàng năm khoảng 5 lít trên đầu người – là ở Nga Kefir chứa acid lactic (0,5 -1%), một số lượng ethanol đáng kể (0.5 – 2%), CO 2 và một số sản phẩm phân giải casein sinh ra từ hoạt động phân giải protein của nấm men Kefir có trạng thái đồng nhất, độ đặc vừa phải, có vị chua và có mùi thơm tự nhiên của men kefir

I SỮA:

Sữa là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất trong sản xuất kefir Chất lượng của sữa ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm sau này Trước tiên, chúng ta sẽ tìm hiểu

sơ lược về sữa:

Như đã nói ở trên, sữa có một thành phần dinh dưỡng cao Nó chứa nhiều nước, giàu các muối khoáng và protein (chủ yếu là casein), chất béo, đường (chủ yếu là lactose) và các vitamin Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, điều kiện tự nhiên, điều kiện chăn nuôi Sữa của các loài động vật khác nhau là khác nhau Sữa cừu có hàm lượng protein cao nhất, chất béo cao nhất, tiếp đến là sữa trâu

Phổ biến nhất ở nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam vẫn là sữa bò Mặc dù việc chăn nuôi trâu sữa, dê sữa đã có ở nước ta khá lâu nhưng vì nhiều lý do nên sản lượng hai loại sữa này còn rất thấp Cho đến nay, nguyên liệu chủ yếu cho ngành sữa Việt Nam vẫn là sữa bò

I.1 Thành phần hóa học của sữa:

Thành phần dinh dưỡng của sữa phụ thuộc vào giống gia súc, tuổi, chế độ chăm sóc, kỹ thuật vắt lấy sữa

Thành phần hóa học của một số loại sữa:

Thành phần hóa học (%) Loại sữa

Chất khô Protein Lipid Glucid Khoáng

13 10,5 17,9

1,2-1,5 3,3 3,1 1,7 4,5

3,5 3,7 4,3

2 4,5

6 - 7 4,7 4,8 6,5 4,8

0,3 0,7 0,8 0,3 0,8

Tính chất hóa học của sữa được quyết định bởi hàm lượng nước và các chất hòa tan trong sữa

¾ Nước:

Là dung môi của các chất vô cơ và hữu cơ, là môi trường cho các phản ứng hóa sinh

¾ Các hợp chất nitơ trong sữa:

Các hợp chất chứa nitơ trong sữa trung bình khoảng 3,4%, trong đó nitơ protein chiếm khoảng 3,3%, còn nitơ phi protein là 0,1%

Protein sữa: Bằng các phương pháp như sa lắng bằng cồn hay đun nóng, điện di hay sắc ký… người ta xác định được một số loại protein với tỷ lệ sau:

• Casein: 2 - 4,5%

Glucid trong sữa chủ yếu là monosaccharide và disaccharide

• Monosaccharide: gồm glucose, galactose tự do

• Disaccharide: gồm chủ yếu là lactose

¾ Khoáng chất:

Trong sữa có khoảng 40 loại khoáng, quan trọng nhất là Na, Ca, Mg, K, P, Cl… Các khoáng vi lượng giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành sữa và làm tăng giá trị dinh dưỡng của nó

Khoáng trong sữa thường tồn tại ở dạng liên kết với casein hoặc protein khác

¾ Các enzym:

Sữa chứa hầu hết các enzym có trong tự nhiên Khi thanh trùng ở nhiệt độ

60-65oC, thì hoạt tính đa số các enzym trong sữa bị mất Sự có mặt một số enzym trong sữa được dùng làm một trong những chỉ tiêu trong kiểm tra chất lượng sữa

¾ Các vitamin:

Hầu hết các loại vitamin có trong tự nhiên đều có thể tìm thấy trong sữa Chế biến, thanh trùng làm cho nhiều vitamin bị mất hoặc biến chất trong khi đó một số vitamin khác lại được tổng hợp

¾ Các chất kháng sinh:

Các chất kháng sinh trong sữa có được là do người ta cho vào với mục đích bảo quản, hoặc được cho vào nhằm điều trị cho gia súc, do các vi sinh vật có mặt trong sữa tiết ra, hoặc do bản thân tuyến sữa tiết ra

Sự có mặt các loại kháng sinh trong sữa không có lợi vì nó gây ảnh hưởng đến chất lượng sữa và các sản phẩm của sữa Tuy nhiên, một số vi khuẩn lactic có khả năng tổng hợp một chất kháng sinh cho nên các sản phẩm sữa chua đều có tác dụng chữa bệnh tốt

¾ Các sắc tố trong sữa:

Do sự có mặt của nhóm caroten nên sữa có màu vàng ngà Hàm lượng caroten phụ thuộc vào thức ăn, giống gia súc, thời vụ vắt sữa… Nước sữa trong có màu vàng xanh là do có chứa lactoflavin (vitamin B2) Ngoài ra, trong sữa có mặt chlorophil từ lá cây

¾ Sữa là hỗn hợp dung dịch của nhiều hợp chất có độ phân tán cao:

Sữa bò tươi có màu trắng hơi vàng ngà, vị ngọt và hương thơm đặc trưng của sữa Trong sữa, các muối của acid hữu cơ, vô cơ tồn tại ở dạng ion, còn một số khác tồn tại ở dạng keo như muối canxi, di, triphotphat Protein trong sữa tồn tại dưới dạng

keo Chất béo ở dạng hạt và có độ phân tán cao

¾ Độ chua của sữa:

Độ chua của sữa được biểu thị bằng độ Tec-ne (oT) Độ chua chuẩn độ là số ml dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn để trung hòa 100ml sữa

Sữa có trung bình từ 16– 18oT Độ chua chuẩn độ được đặc trưng bởi hàm lượng các protein, muối, khí tan

¾ Tính oxy hoá của sữa:

Sữa chứa nhiều chất có khả năng oxy hóa như ascorbic acid, riboflavin, cystin và các enzym…

¾ Khối lượng riêng:

Các thành phần tan trong sữa quyết định khối lượng riêng của nó

Khối lượng riêng trung bình của sữa d=1,027-1,032, thay đổi tùy theo giống, thời kỳ cho sữa (sữa đầu có d lớn hơn sữa thường)

¾ Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng:

Ở 0oC áp suất thẩm thấu (Ptt) của sữa thường là 6,6 atm, áp suất thẩm thấu của sữa được tạo bởi chất phân tán cao như lactose, muối

Sữa đóng băng ở nhiệt độ 0,55oC

Mối tương quan giữa nhiệt độ bảo quản và Fa 3 kháng thể

II QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Quá trình sản xuất sữa chua Kefir không khác loại sữa chua khác, chỉ khác về nhiệt độ, thời gian lên men và lượng vi khuẩn tác động

II.1 Sơ đồ qui trình công nghệ và phương pháp chuẩn bị chủng truyền thống:

Vi sinh vật

RửaCân

Sữa nguyên liệu

Li tâm làm sach

Tiêu chuẩn hóa

Lên men cấy 5%

vi sinh vật trong sản á

Loc

Chủng vi sinh vật

Sữa gầy

Bảo quản 100C

Bảo quản

II.2 Thuyết minh qui trình công nghệ:

Sữa nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến phải qua một số công đoạn sau: thu nhận, kiểm tra chất lượng, làm lạnh, bảo quản… Công việc ban đầu này tuy đơn giản nhưng ảnh hưởng lớn tới chất lượng sản phẩm Chỉ có thể chế biến ra các sản phẩm tốt khi có sữa nguyên liệu tốt

1) Thu nhận, vận chuyển, kiểm tra và bảo quản sữa:

Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường là vào lúc sáng sớm và chiều tối

Sữa mới vắt có nhiệt độ khoảng 370C là môi trường rất thuận lợi cho các loại vi khuẩn gây hư hỏng sữa Vì vậy, sữa phải được làm lạnh xuống 4 – 60C càng nhanh càng tốt và phải giữ ổn định nhiệt độ này trong suốt thời gian bảo quản

Vận chuyển sữa tới nhà máy: có thể dùng ôtô lạnh, dùng tàu hỏa, tàu thủy… Dụng cụ đựng sữa phải là thép không rỉ (phía trong) hoặc nhôm có lớp cách nhiệt Đáng chú ý nhất là việc vận chuyển sữa theo đường ống Dùng phương pháp này giảm được đáng kể cường độ lao động và đảm bảo chất lượng sữa

Ở nước ta hiện nay, sữa được vận chuyển tới các cơ sở chế biến hoặc nhà máy bằng ôtô lạnh

Sữa khi thu nhận được lấy mẫu để kiểm tra độ tươi, vi sinh vật tổng số và khả năng đông tụ; còn các chỉ tiêu khác được làm tại phòng thí nghiệm trung tâm nhà máy

Trước khi nhận sữa, cần chú ý đến độ sạch của dụng cụ đựng sữa (thùng chứa, xitec…) Lúc mở nắp cần xác định mùi của sữa, sau đó khuấy đều, xác định nhiệt độ rồi mới lấy mẫu đi phân tích các chỉ tiêu hóa học, vật lý, sinh học

Các chỉ tiêu đặc trưng cần kiểm tra:

Hàm lượng chất béo Hàm lượng protein Nhiệt độ đóng băng Độ chua (pH)

Tỷ trọng

Cảm quan Lọc, so sánh với mẫu chuẩn -Phản ứng mất màu xanh metylen

-Phản ứng resasurin Butyrometric

Chuẩn độ bằng NaOH Tỷ trọng kế

Cụ thể:

9 Độ acid chung

Độ acid chung của sữa thường được đo bằng độ Tec-ne (0T)

Độ acid của sữa tươi thường từ 16 -190T Khi chuẩn độ, chỉ thị phenolphtalein có màu hồng nhạt Phản ứng acid này phụ hợp với sự có mặt của casein, muối acid của acid phosphoric và citric, của CO2 hòa tan trong sữa

9 Chỉ số độ tươi

Chỉ số độ tươi được đo bằng số mililit NaOH 0,1N để trung hoà các acid tự do cộng với lượng H2SO4 0,1N để đông tụ protein có trong 100ml sữa

a/ Dùng acid sunfuric 0,1N:

Chỉ số độ tươi không thấp hơn 60 là sữa tốt, nếu thấp hơn 60 thì chứng tỏ sữa không tươi

b/ Dùng cồn:

Quan sát xem nếu trên thành ống nghiệm không xuất hiện các hạt nhỏ thì kết luận mẫu sữa có độ tươi đạt yêu cầu Ngược lại, nếu trên thành ống nghiệm có các hạt kết tủa nhỏ thì kết luận sữa đó kém tươi và độ acid của sữa đã tăng vượt độ acid giới hạn tức là vào khoảng 21-220T Nếu các hạt kết tủa có kích thước lớn và dịch sữa hình như bị đặc, ta đem ống nghiệm hơ nóng trên bếp điện, nếu sữa bị vón cục thì sữa có độ tươi quá kém, lúc đó độ acid khoảng 26-280T

9 Chỉ tiêu vi sinh vật

Dựa vào tính khử của enzym reductaza làm mất màu xanh của chất chỉ thị xanh metylen Enzym reductaza do vi khuẩn tiết ra, lượng vi khuẩn càng nhiều thì lượng enzym càng lớn và sự mất màu càng nhanh

Phân loại sữa dựa vào thời gian mất màu của xanh metylen:

Thời gian mất màu

(ph)

Lượng VSV trong 1ml sữa

Chất lượng sữa Xếp loại

< 500.000

Rất kém Kém Trung bình Tốt

IV III

II

I

9 Tạp chất cơ học (độ sạch, mức độ nhiễm bẩn)

Trong quá trình thu nhận, qua nhiều khâu từ dụng cụ, môi trường không khí v.v… tạp chất cơ học có thể xâm nhập vào sữa

Tùy theo mức độ nhiễm bẩn tạp chất cơ học, người ta chia làm ba loại:

Loại I: trên giấy lọc hầu như không có hoặc chỉ có một vài đốm nhỏ, đó là sữa tốt Loại II: trên giấy lọc có ít đốm bẩn, sữa loại trung bình

Loại III: trên giấy lọc có nhiều đốm bẩn, sữa kém phẩm chất

9 Tỷ trọng

Giá tỷ trọng trung bình của sữa tươi ở 200C là 1,026-1,033g/cm3 Khi nhiệt độ chênh lệch nhau 10C thì giá trị tỷ trọng sai khác ±0,0002

Khi đo tỷ trọng của sữa ở 200C lớn hơn 1,030 Ta nghĩ ngay đến một trong các nguyên nhân:

+ Sữa đã bị tách bớt chất béo

+ Sữa đã bị pha thêm chất khô vào (pha thêm sữa bột)

Riêng đối với sản xuất kefir (hay các loại sữa lên men khác), sữa nguyên liệu còn phải có một số yêu cầu riêng cần phải kiểm tra như sau:

• Khả năng lên men

• Có các vi khuẩn đặc trưng

• Yêu cầu về độ chua của cream

• Sự oxy hóa chất béo

Làm lạnh:

Thường dùng các thiết bị trao đổi nhiệt dạng kiểu khung bản để làm lạnh sữa Thiết bị này làm lạnh sữa nhanh và dòng kín Thiết bị gồm hai ngăn: làm lạnh bằng nước lạnh và nước muối Quá trình xảy ra trong thiết bị kín nên đảm bảo vệ sinh

Bảo quản trước chế biến:

Sau khi làm sạch và làm lạnh, sữa được bảo quản trong các xitec Trong xitec có lớp cách nhiệt, có cánh khuấy Mặt trong phải bằng thép không rỉ hoặc bằng nhôm

Thời gian bảo quản sữa phụ thuộc vào nhiệt độ làm lạnh sữa và điều kiện nơi bảo quản Sữa được bảo quản ở 4 – 60C cho đến khi chế biến

Trong quá trình bảo quản, cần thường xuyên kiểm tra nhiệt độ của sữa trong xitec và có xử lý kịp thời

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản đến hệ vi sinh vật trong sữa:

Bình thường với điều kiện vệ sinh tốt thì trong sữa vẫn chứa một lượng lớn tế bào (khoảng từ 100.000 đến 200.000 tế bào/ml sữa) và có một hệ vi sinh vật rất đa dạng Hệ vi sinh vật trong sữa bao gồm vi khuẩn, nấm men và nấm mốc Nhóm vi

khuẩn lactic là nhóm vi khuẩn quan trọng nhất Chúng bao gồm Streptococcus lactic,

S.diaxetyllactic, S.paracitrovorus, các trực khuẩn Lactobacillus bulgaricum L.acidophilum, L.lactic, L helveticum Các vi khuẩn lactic này có vai trò đặc biệt quan

trọng trong sản xuất sản phẩm lên men, tạo acid lactic và các chất thơm như diaxetyl,

các acid bay hơi, ester… Trong sữa còn có thể gặp một số vi khuẩn như E.coli

aerogenes, vi khuẩn butyric Nấm men trong sữa thuộc các giống Saccharomyces (có

thể lên men lactose để tạo thành ethanol và CO2 như trong sản xuất sữa chua kefir và

kumis), Mucodermo, Torula hay Candida có hoạt tính proteaza

Quá trình vắt sữa, thu nhận, vận chuyển và bảo quản sữa có thể làm thay đổi hệ

vi sinh vật vốn có của sữa tươi Sự biến đổi tổng số vi sinh vật trong sữa phụ thuộc vào mức độ nhiễm ban đầu và nhiệt độ bảo quản:

Tổng số vi sinh vật, 1000 tế bào/ml Mẫu Điều kiện vệ sinh Nhiệt độ bảo quản,

1 Bò cái, dụng cụ

vắt sữa, điều

kiện vệ sinh tốt

4,5 10,0 15,5

4,6

128 33.000

2 Bò cái, dụng cụ

vắt sữa, điều

kiện vệ sinh

trung bình

4,5 10,0 15,5

122

832 99.100

3 Bò cái, dụng cụ

vắt sữa, điều

kiện vệ sinh

kém

4,5 10,0 15,5

136

136

136

282 1.200 24.700

540 13.700 640.000

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ càng thấp thì bảo quản càng tốt

Trong sữa tươi mới vắt, có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển, thậm chí có thể giảm và được gọi là giai đoạn tự kháng

Người ta nhận thấy trong sữa có một số chất như lactoferin, lactoperoxydaza, lactein có khả năng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn Mỗi chất này có một cơ chế riêng Ví dụ lactoferin gắn với các phân tử sắt và ngăn cản sự phát triển

của E.coli (loại vi khuẩn cần sắt để nhân lên) Ngoài ra còn có vai trò của globulin

miễn dịch

Biện pháp hữu hiệu để đảm bảo độ tươi của sữa là phải làm lạnh sữa càng sớm càng tốt Nhiệt độ bảo quản càng thấp sẽ kéo dài giai đoạn tự kháng này

2) Làm sạch:

Mục đích:loại bỏ các tạp chất cơ học, tế bào…

Có nhiều cách làm sạch sữa Có thể dùng máy lọc kiểu khung bản hoặc hình trụ, dùng bơm để bơm sữa qua vải lọc

Sữa lạnh có độ nhớt cao vì vậy trước khi lọc cần đun sữa ở 30 – 400C

Hiện nay, người ta sử dụng thiết bị hiện đại hơn, đó là máy làm sạch sữa (thiết

bị chuyên dùng) Nguyên tắc của máy là dưới tác dụng của lực li tâm các tạp chất cơ học nặng hơn sẽ bị bắn vào thành thùng quay, làm thành từng lớp cặn Sữa đã làm sạch chuyển vào tâm thùng quay và theo đường ống dẫn ra ngoài

Có thể làm sạch sữa lạnh hoặc sữa nóng Hiệu quả làm sạch của sữa lạnh thấp

vì độ nhớt của sữa khi đó cao, nhưng nếu nhiệt độ của sữa cao (khoảng 80 – 850C) thì cũng không tốt vì có thể hòa tan các tạp chất có kích thước nhỏ mà khó có thể tách ra được, kết quả làm cho hiệu suất kém

Hiện nay, người ta đun sữa tới 35 – 450C rồi mới cho qua thiết bị làm sạch Như vậy, hiệu suất làm sạch cao và không làm thay đổi các thành phần của sữa

3) Tiêu chuẩn hóa:

Mục đích: Mỗi loại sữa chua khác nhau có thể có hàm lượng chất béo và chất

khô khác nhau Tiêu chuẩn hóa là điều chỉnh lượng chất béo

Sữa mới vắt nhận về thường có lượng chất béo không thích hợp với yêu cầu của sản phẩm, nên cần điều chỉnh sao cho thành phẩm có hàm lượng chất béo như đã định sẵn Khi tiêu chuẩn hóa sữa, người ta có thể cho cream (nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp hơn sữa thành phẩm) MS < MSTT hoặc dùng sữa gầy (sữa đã tách chất béo) để giảm hàm lượng chất béo trong sữa thành phẩm MS > MSTT

Có thể tiến hành bằng 2 phương pháp :

• Máy li tâm tiêu chuẩn hóa tự động

• Bằng phối trộn

Tốt nhất dùng máy li tâm tiêu chuẩn hóa tự động vừa kết li tâm làm sạch vừa

tiêu chuẩn hóa chất béo từ sữa Dùng bơm đưa vào ngăn hoàn nhiệt của máy thanh

trùng kiểu khung bản Sữa được đun nóng đến 40 – 450C rồi chuyển sang máy li tâm làm sạch, li tâm chuẩn hóa Sau khi sữa được điều chỉnh tới hàm lượng chất béo cần thiết, nó được đưa về lại thiết bị thanh trùng để thanh trùng và làm lạnh

Trong trường hợp không có máy li tâm điều chỉnh tự động, người ta dùng máy li tâm tách chất béo Sữa nguyên liệu sau khi được đun nóng ở ngăn hoàn nhiệt của máy thanh trùng, một phần lớn sẽ đi vào máy làm sạch sữa, phần còn lại đi vào máy li tâm tách chất béo

Những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả li tâm:

• Kích thước các cầu mỡ: khi li tâm sữa có thể tách được các cầu mỡ d ≥ 1µm Các cầu mỡ bé hơn nằm trong sữa gầy

• Độ sạch và độ tươi của sữa : nếu sữa chứa nhiều tạp chất hoặc có độ acid cao sẽ tụ tập trên bề mặt các đĩa, sữa gầy dâng lên chảy vào rãnh cream làm hàm lượng chất béo của cream giảm đáng kể còn lượng chất béo trong sữa gầy lại tăng

• Tốc độ cho sữa vào:

+ Tăng : hàm lượng chất béo trong sữa gầy cao do các cầu mỡ chưa kịp tách khỏi sữa

+ Giảm : chất béo tách được triệt để nhưng giảm công suất máy

• Nhiệt độ sữa

• Hàm lượng chất béo của sữa

4) Đồng hóa sữa: 175 – 200 bar, t = 70ºC

Đồng hóa sữa là làm tán nhỏ các hạt mỡ dưới tác dụng của áp lực bên ngoài như thay đổi áp suất hay dùng siêu âm Bình thường kích thước hạt mỡ sữa phân tán cao, từ 1 đến 100 µm, sau khi đồng thể hóa kích thước của chúng sẽ là khoảng 1µm