Quy trình công nghệ chế biến Smetaka

SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn DANH MỤC BẢNG .3 DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU I Sữa tươi .5 Thành phần hóa học : 1.1 1.1.1 Chất béo : 1.1.2 Đường lactose : 1.1.3 Các hợp chất có chứa nitơ : 1.1.4 Khoáng : .7 1.1.5 Vitamin : 1.1.6 Hormone : 1.2 Tính chất nguyên liệu sữa : 1.2.1 Tính chất chất béo sữa: 1.2.2 Tính chất vật lý 1.2.3 Tính chất hóa học .8 1.2.4 Tính chất hóa lý cấu trúc sữa : .9 Chất ổn định: 13 2.1 Cấu trúc: 13 2.2 Tính chất: 13 II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .15 Quy trình 15 1.1 Ly tâm kết hợp chuẩn hóa: 16 1.2 Phối trộn : 19 1.3 Đồng hóa: 20 1.4 Thanh trùng: .22 1.5 Tiệt trùng sữa gầy phương pháp gia nhiệt trực tiếp: 24 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.6 Hoạt hóa: 25 1.7 Cấy giống phối trộn: 26 1.8 Rót bao gói: 27 1.9 Lên men: 28 1.10 Làm lạnh: .28 1.11 Bảo quản lạnh: 29 Quy trình : .30 2.1 Vi lọc: 31 2.2 Tiệt trùng sữa gầy phương pháp gia nhiệt gián tiếp: .32 2.3 Lên men làm lạnh .33 III SO SÁNH HAI QUY TRÌNH 35 IV MÔ TẢ SẢN PHẨM VÀ ĐỀ XUẤT CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG 35 Mô tả sản phẩm: 35 Đề xuất tiêu chất lượng: .36 V TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học sữa bò (% khối lượng) ……………………………………5 Bảng :Thành phần chất béo sữa…………………………………………………………….5 Bảng : Chỉ tiêu hóa lý nguyên liệu sữa tươi 10 Bảng 4: Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật cho sữa tươi nguyên liệu…………… 11 Bảng : Hàm lượng kim loại nặng sữa tươi nguyên liệu…………………………… 11 Bảng 6: Dư lượng thuốc thú ý sữa tươi nguyên liệu………………………………… 12 Bảng : Các tiêu vi sinh vật sữa tươi nguyên liệu…………………………………12 Bảng :Chỉ tiêu Carrageenan……………………………………………………………… 13 DANH MỤC HÌNH Hình : Cấu tạo hệ nhũ tương……………………………………………………………… Hình : hình thức liên kết Carrageenan với protein………………………………14 Hình Thiết bị ly tâm kết hợp chuẩn hóa……………………………………………………15 Hình Thiết bị phối trộn…………………………………………………………………… 19 Hình Thiết bị đồng hóa hai cấp áp lực cao……………………………………………… 21 Hình Thiết bị trùng………………………………………………………………… 23 Hình Quá trình tiệt trùng phương pháp gia nhiệt trực tiếp………………………….24 Hình Thiết bị cấy giống phối trộn………………………………………………………26 Hình Thiết bị chiết rót đóng nắp……………………………………………………… 27 Hình 10 Phòng lạnh………………………………………………………………………….29 Hình 11 Thiết bị vi lọc cuộn xoắn……………………………………………………………32 Hình 12 Quá trình tiệt trùng phương pháp gia nhiệt gián tiếp……………………… 33 Hình 13 Thiết bị lên men làm lạnh……………………………………………………… 34 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA MỞ ĐẦU Smetanka sản phẩm làm từ kem sữa cho lên men Nó thực phẩm tiêu biểu ẩm thực Nga, tương tự sản phẩm Sour cream Mỹ hàm lượng béo hơn, chiếm 10% Thực phẩm phổ biến Đông Âu – Ukraina, Belorussia, nước vùng Baltic ( Lơitva, Latvia Estonia), Đông Đức cũ, Hungary, Rumania, Moldavia, nước Nam Tư cũ Phần Lan Smetanka thường sử dụng khai vị, chính, súp tráng miệng Trong ẩm thực Nga Ukraina, smetanka sử dụng thứ gia vị thêm vào loại súp, có lúc smetanka sử dụng thay Mayonnaise Salad Nga Smetanka cung cấp đủ vitamin dưỡng chất protein, lipid, …Đây thực phẩm chứa nguồn lượng cao nên thường dùng làm thực phẩm bổ sung lượng cho trẻ biếng ăn, người lớn tuổi, người bị suy nhược thể Để hiểu rõ Smetanka, đề tài trình bày thành phần quy trình công nghệ, máy móc thiết bị phục vụ cho việc sản xuất loại thực phẩm GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Sữa tươi 1.1 Thành phần hóa học : Bảng 1: Thành phần hóa học sữa bò (% khối lượng) Các thành phần Khoảng biến thiên Giá trị trung bình Nước 85,5-89,5 87,5 Tổng chất khô 10,5-14,5 13 +Lactose 3,6-5,5 4,8 +Protein 2,9-5 3,4 +Chất béo 2,5-6 3,9 +Khoáng 0,6-0,9 0,8 1.1.1 Chất béo : Bảng :Thành phần chất béo sữa Thành phần Hàm lượng (% so với tổng khối lượng chất béo) Lipit đơn giản 98.5 + Glyceride Triglyceride Diglyceride monoglyceride 95-96 2-3 0.1 +Cholesteride 0.03 +Ceride 0.02 Lipit phức tạp Các hợp chất tan chất béo + Cholesterol +Acid béo tự +Hydrocacbon +Vitamin A, D, K, E +Rượu: phytol, palmitic, stearic, oleic… Ghi Ester acid béo cholesterol Ester acid béo rượu cao phân tử 0.5 0.3 0.1 0.1 vết vết SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.1.2 Đường lactose : Lactose disaccharide phân tử glucose phân tử galactose liên kết với tạo thành Trong sữa đường lactose tồn hai dạng: - Dạng α-lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử α-lactose ngậm phân tử nước) - Dạng β-lactose anhydrous C12H22O11 (phân tử β-lactose khan) Tỉ lệ hai dạng sữa phụ thuộc vào giá trị pH nhiệt độ sữa Lactose đường khử Độ lactose thấp nhiều so với disaccharide monosaccharide thường gặp Độ lactose đạt 16 Lactose bị thủy phân tạo hai monosaccharide glucose galactose enzyme βgalactosidate Lactose tự nhiên chứa sữa động vật Ngoài sữa bò có glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l), galactose (20mg/l) hợp chất glucid chứa nitơ N-acetyl glucosamin, N-acetyl galactosamine, acid Nacetyl neuraminic…Tuy nhiên dạng vết 1.1.3 Các hợp chất có chứa nitơ : Các hợp chất chứa nitơ sữa bò (100%) : - Protein (95%) : + Casein (75-85%): αs-casein, β-casein, к-casein, ᵞ-casein + Protein hòa tan (15-25%): β-lactoglobulin, α-lactalbumin, Proteose-peptone, Serum-albumin, Immunoglonbulin, protein khác - Các hợp chất chưa nitơ phi protein (5%: acid amin tự do, Nucleotide, Ure, Acid uric) Casein: Casein thành phần chủ yếu có sữa Chúng tồn dạng micelle Mỗi micell chứa khoảng 65% nước, lại casein khoáng Mỗi micelle khoảng 400500 tiểu micelle hợp thành Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10-15nm, bao gồm khoảng 10 phân tử casein kết hợp lại với Các phân tử αs β-casein nằm tập trung tâm tiểu micelle tạo nên vừng ưa béo, phân tử к-casein bố trí vùng biên tiểu micelle Phân tử к-casein có hai đầu: đầu ưa béo tương tác với αs β-casein nằm vùng tâm tiểu micelle, GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Casein có loại: α β chiếm đa số,  ít, có cấu tạo tính chất đặc biệt giúp ổn định hệ keo sữa − αs1-casein: Do phân bố điện tích phần ưa béo không đồng phân tử protein nên đầu mạch αs1-casein tích điện có tính ưa nước, đầu mạch có tính kị nước Phân tử αs1-casein có cấu trúc xếp vòng cung β − αs2-casein: Có tính ưa nước cáo loại casein phân tử có chứa nhiều nhóm phosphoryl gốc cation − βs-casein: Có tính ưa béo cao Phân tử β-casein gồm 10% có cấu trúc xoắn α, 13% cấu trúc xếp β 77% cấu trúc không trật tự − к-casein: Chỉ chứa gốc phosphoryl Tương tự β-casein, к-casein có tính lưỡng cực к-casein gồm 23% vùng xoắn α, 31% vùng xếp β 24% vùng vòng cung β − ᵞ-casein: ᵞ1, ᵞ2, ᵞ3 sản phẩm trình thủy phân β-casein từ máu động vật Protein hòa tan gồm β-lactoglobulin, α-lactabumin, Peptone-proteose, Immunoglobulin, Serum-albumin protein khác Enzyme : có sữa bò tiết vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết Hàm lượng vi sinh vật cao thành phần enzyme có sữa đa dạng hoạt tính enzyme cao Thường gặp enzymes: lactoperoxydase, catalase, lipase, photphatase, lysozyme, protease 1.1.4 Khoáng : Hàm lượng 8-10g/L, tồnn dạng hòa tan hay dạng dung dịch keo (kết hợp với casein)   Đa lượng: Ca, P, Mg, K, Na Vi lượng: Zn, Si, Al, Fe, Cu… 1.1.5 Vitamin : Tan nước: B1, B2, B3, B5, B6, C… Tan béo: A, D, E 1.1.6 Hormone : Ba nhóm: proteohormone, hormoenpetide, hormonesteoride Khí chiếm 5-6% chủ yếu CO2, O2, N2 1.2 Tính chất nguyên liệu sữa : 1.2.1 Tính chất chất béo sữa:  Điểm nóng chảy chất béo sữa : Ở nhiệt độ thường chất béo butycaproic, caprylic tồn thể lỏng, acid lauric, miristic, palmitic lại thể rắn SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Tỷ lệ acid béo no có nhiệt độ nóng chảy cao acid béo không no có nhiệt độ nóng chảy thấp có ảnh hưởng lớn độ cứng chất béo Tỷ trọng chất béo sữa 0.93 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy (hoặc không đặc) chất béo sữa không rõ ràng Chất béo sữa tạo thành từ tryglyceride hỗn tạp khác nên chất béo sữa có nhiệt độ nóng chảy 28-35oC đông đặc 19-26oC  Chỉ số iot: đánh giá mức độ không no chất béo (mỡ sữa) Chỉ số iot biểu thị số gam iot bão hòa hết số liên kết đôi axit béo không no có 100g chất béo (mỡ sữa) Chỉ số iot trung bình dao động khoảng 24-46 Chỉ số iot phụ thuộc vào điều kiện chăn nuôi (thức ăn, thời tiết…) 1.2.2 Tính chất vật lý − Chất lỏng đục, màu từ trắng đến vàng nhạt có chứa β-caroten − Mùi đặc trưng, vị nhẹ − Điểm đông đặc: -0.51 đến -0,55oC − Thế oxy hóa khử: 0.1-0.2V − Sức căng bề mặt: 50dynes/cm − Độ dẫn điện 0,004-0,005/ohm.cm − Nhiệt dung riêng: 0.933-0,954 cal/g.oC − Tỷ trọng: 1,028-1,036 g/cm3 hàm lượng béo dao động 1.2.3 Tính chất hóa học 1.2.3.1 Độ acid chung Nó cho ta biết lượng ml NaOH 0.1N dùng để trung hòa acid tự có 100ml sữa Độ acid chung phụ thuộc vào thành phần sữa mà chũ yếu muối acid acid phosphoric limonic, protein ( casein, albumin, globumin) CO2 tồn dạng hòa tan sữa Giá trị trung bình độ acid sữa bò 16 – 18 0T Còn biểu thị độ acid chung theo độ Soxhlet – Henkel (oSH), ( dùng dung dịch NaOH 0.25N), độ Dornic ( oD) ( với dung dịch NaOH 0.125N) theo phần trăm acid lactic 1.2.3.2 Độ acid hoạt động Độ acid hoạt động biểu thị tính hoạt động ion H+ Giá trị pH = 6.5 – 6.8 Trung bình 6.6 Độ pH sữa không đặc trưng cho độ tươi sữa Nó biến đổi chậm so với độ acid chung 1.2.3.3 Tính chất oxy hóa - khử sữa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Khả oxy hóa - khử dung dịch đặc trưng oxy hóa - khử, ký hiệu Eh, tính mVolt Volt Đối với sữa bình thường Eh = 0.2 – 0.3 V (200 – 300mV) Khả oxy hóa - khử phụ thuộc vào nồng độ ion H 1.2.4 Tính chất hóa lý cấu trúc sữa : 1.2.4.1 Tính chất keo sữa : Sữa dung dịch keo có ba pha tồn đồng thời: - Dung dịch thực - Dung dịch huyền phù - Dung dịch nhũ tương 1.2.4.2 Hệ nhũ tương Sữa hệ nhũ tương: nước – dầu Hình : Cấu tạo hệ nhũ tương Cấu tạo hạt cầu béo sữa ml sữa có 10-15 tỉ hạt cầu béo (d=0,1-20 m) Màng bao quanh cầu béo: lipoprotein (tích điện âm) Thành phần cầu béo: glyceride, phospholipid protein Phospholipid cầu nối glyceride protein Kích thước số lượng cầu mỡ không ổn định phụ thuộc nhiều yếu tố mà chủ yếu phần thức ăn, giống, điều kiện sống, thời kỳ có thai Kích thước cầu mỡ có ý nghĩa quan trọng, xác định biến đổi chất béo vào sản phẩm hàng loạt trình công nghệ ( li tâm, đồng hóa, trình sản xuất bơ, phomat) Số lượng trung bình 1ml sữa có khoảng 3000 – 4000 triệu cầu mỡ với đường kính trung bình 3µm ( giới hạn dao động 0.3 – 10µm ) Nhũ tương chất béo sữa bền vững Đun sữa đến nhiệt độ cao (thanh trùng, tiệt trùng), làm lạnh tới nhiệt độ thấp, tác động học bơm, cánh khuấy… không làm phá vỡ màng bao cầu mỡ GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Vỏ bị phá huỷ có tác dụng học đặc biệt ( sản xuất bơ) ảnh hưởng hóa chất ( acid, kiềm) 1.2.4.3 Sữa hệ dung dịch keo : Phosphate calcium tương tác kỵ nước dưới-micelle đảm bảo cho tính bền vững cấu trúc micelle casein Phần ưa nước κ -casein có chứa nhóm carbohydrate, nhóm đính bên micelle phức hợp, quan trọng chúng giúp micelle bền vững, chống lại kết tụ Sữa hệ keo: Micelle sữa có kích thước 0,2-0,4 m Chứa 400-500 tiểu micelle liên kết với muối phosphat calci Tiểu micelle có hình cầu (d=10-15nm),chứa trung bình 10 phân tử casein, vùng tâm α- casein β- casein kị nước,vùng biên κ – casein với đầu kị nước hướng tâm cầu Chỉ tiêu chất lượng Chỉ tiêu hóa học: Sự kiểm tra định tính định lượng chất kháng sịnh thường khó đòi hỏi điều kiện phân tích nghiêm ngặt nỗ lực lớn Tuy nhiên, việc phát chất kháng sinh quan trọng, loại sữa chứa chất ức chế dùng để sản xuất trường hợp chắn Chỉ tiêu cảm quan : Màu sắc trạng thái sữa đồng nhất,không tách pha, không lợn cợn, mùi vị đặc trưng, mùi lạ Dụng cụ chứa sữa nguyên liệu phải sạch, sữa bám cặn lại nhiều dụng cụ chứa dơ Chỉ tiêu hóa lí: Xác định điểm đông đặc sữa pI =4,2-4,7 ,nếu khác sữa bị pha loãng Xác định tổng hàm lượng chất khô (13%), protein(3,4%), chất béo (3,9%) Xác định độ chua sữa :15-18ºD,pH= 6,5-6,7 Bảng : Chỉ tiêu hóa lý nguyên liệu sữa tươi 10 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA - Khi ghép bảng lại với khung thiết bị hình thành hệ thống đường vào sữa tác nhân gia nhiệt Sữa qua vùng gia nhiệt, giữ nhiệt làm nguội - Ưu điểm: diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn so với thiết bị dạng ống hay vỏ áo, nhờ mà trình trao đổi nhiệt diễn nhanh chóng Kích thước thiết bị nhỏ gọn Có thể thay đổi khả truyền nhiệt dễ dàng cách thay đổi số bảng khung - Nhược điểm: đảm bảo độ kín tuyệt đối khoang nhờ vào đệm thích hợp với dòng lưu chất có tốc độ tương đối nhỏ áp suất thấp Thông số công nghệ - Nhiệt độ trùng: 85-90oC - Thời gian: 45 giây Hình ảnh thiết bị Hình Thiết bị trùng 23 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.5 Tiệt trùng sữa gầy phương pháp gia nhiệt trực tiếp: Mục đích công nghệ Chuẩn bị sữa gầy vô trùng để hoạt hóa vi sinh vật cho trình cấy giống Các biến đổi nguyên liệu Sữa gầy tiệt trùng hoàn toàn, hệ vi sinh vật enzyme sữa gầy hoàn toàn ức chế Thiết bị thực - - - Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng: để gia nhiệt sơ sữa gầy Thiết bị phối trộn sữa nước: gia nhiệt sữa lên đến nhiệt độ tiệt trùng (gia nhiệt trực tiếp) Thiết bị có dạng ống lồng ống, thành ống bên đục lỗ Sữa bơm vào ống bên ngoài, nước cho vào ống bên thoát thành ống để phối trộn với sữa Sau đó, hỗn hợp sữa thoát thiết bị Ống dẫn hỗn hợp sữa hơi: nhằm mục đích giữ nhiệt cho sữa quy trình tiệt trùng Ống dẫn cách nhiệt thật tốt để hạn chế giảm nhiệt độ sữa giai đoạn giữ nhiệt trình tiệt trùng Bồn hình trụ đứng có kết nối với hệ thống chân không: để làm nguội sữa sơ sau giai đoạn giữ nhiệt Đây giai đoạn làm nguội môi trường chân không Thông số công nghệ - - Sữa gia nhiệt sơ lên đến 80oC Áp suất sữa nâng lên bar bơm qua thiết bị ống lồng ống Lúc này, nóng nâng nhiệt độ sữa lên 140oC (áp suất bar ngăn làm cho sữa không bị sôi) giữ nhiệt độ vài giấy ống lưu nhiệt từ 3-5 giây Quá trình làm lạnh nhanh xảy bồn làm nguội, chế độ chân không điều chỉnh lượng nước bốc cân với lượng nước dùng để tiệt trùng 24 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Hình ảnh thiết bị Hình Quá trình tiệt trùng phương pháp gia nhiệt trực tiếp 1.6 Hoạt hóa: Mục đích công nghệ Chuẩn bị cho trình cấy, loại giống VSV thường hoạt hóa môi trường dinh dưỡng khoảng thời gian định trước cấy Các biến đổi nguyên liệu Không có biến đổi đáng kể Chỉ có hai giống vi khuẩn Streptococcus lactics subsp.cremoris Leuconostoc lactics phục hồi hoạt tính VSV sau thời gian dài bảo quản, tạo điều kiện để VSV sinh trưởng Thiết bị thực Dùng thùng khuấy trộn để trộn vi sinh vật vào môi trường sữa gầy, giúp vi sinh vật hoạt hóa Thông số công nghệ Vi sinh vật cần hoạt hóa môi trường sữa gầy Sữa gầy tiệt trùng 140oC thời gian 30-45 phút Nhiệt độ hoạt hóa 43oC 25 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.7 Cấy giống phối trộn: Mục đích công nghệ - Chuẩn bị: cấy giống vi khuẩn Streptococcus lactics Subsp.cremoris Leuconostoc lactics, tích lũy đủ số lượng tế bào cần thiết để cấy giống vào môi trường lên men Hoàn thiện: Vi khuẩn Leuconostoc thuộc giống vi khuẩn dị hình, có tác dụng đa dạng hóa tiêu mùi, vị cấu trúc cho sản phẩm Các biến đổi nguyên liệu - Vật lý: nhiệt độ tăng giải phóng lượng vi sinh vật trình hoạt hóa cấy giống Hóa học: thành phần hóa học thay đổi vi sinh vật cấy vào xảy trao đổi chất tạo nên số chất Sinh học: hoạt hóa, enzyme vi sinh vật kích hoạt Và Cảm quan: Các giống vi khuẩn cấy vào ảnh hưởng đến cảm quan sản phẩm, làm cho sản phẩm có mùi hương vị đặc trưng riêng Thiết bị thực Thiết bị thực cấy giống phối trộn có dạng hình trụ đứng, có cánh khuấy bên Thông số công nghệ Thời gian: 1,5-2h Nhiệt độ khoảng 40oC Hình ảnh thiết bị Hình Thiết bị cấy giống phối trộn 26 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.8 Rót bao gói: Mục đích công nghệ: - Hoàn thiện Bảo quản: đảm bảo an toàn cho việc vận chuyển lưu trữ Các biến đổi nguyên liệu: Quá trình rót sản phẩm vào bao đóng gói thực nhanh chóng điều kiện kín nên biến đổi gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm không xảy Thiết bị thực Các nhà sản xuất sử dụng bao bì nhựa thiết bị rót đóng nắp hoạt động theo phương pháp liên tục tự động hóa Hình ảnh thiết bị Hình Thiết bị chiết rót đóng nắp 27 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.9 Lên men: Mục đích công nghệ - Chế biến: trình lên men làm thay đổi thành phần hóa học giá trị cảm quan cream, chuyển hóa cream thành sản phẩm smetanka Bảo quản: trình lên men, acid lactic sinh tổng hợp làm giảm giá trị pH cream, giá trị pH thấp có tác dụng ức chế VSV (kể vi khuẩn lactic giống), góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Các biến đổi nguyên liệu - - Sinh học: lên men trình trao đổi lượng Các phân tử ATP hình thành trình chuyển hóa chất vi khuẩn giữ lại để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất sinh trưởng VSV Các sản phẩm thải acid lactic, ethanol, CO2 vi khuẩn thải vào môi trường lên men  hàm lượng acid lactic tích lũy ngày tăng giảm pH kéo theo biến đổi hóa lý khác Hóa lý: biến đổi hóa lý quan trọng đông tụ casein pH cream giảm dần, nhờ hình thành cấu trúc gel đặc trưng sản phẩm smentanka Vật lý: trình lên men kèm theo tượng tỏa nhiệt Thiết bị thực Sản phẩm thực phòng lên men Phòng lên men phòng kín có dạng hình hộp chữ nhật Các hợp bao bì chứa sản phẩm cấy giống chất lên giá đỡ có nhiều kệ Những giá đỡ đặt bốn bánh xe nên di chuyển dễ dàng Sau xe đẩy với giá đỡ đưa vào phòng, người ta đóng phòng lại để bắt đầu trình lên men Nhiệt độ không khí phòng hiệu chỉnh tự động Thông số công nghệ - Nhiệt độ: 26-28oC Thời gian: diễn 6-8h 1.10 Làm lạnh: Mục đích công nghệ - Hoàn thiện: trình làm lạnh ẽ cải thiện cấu trúc độ bền gel sản phẩm smetanka Bảo quản: giảm nhiệt độ, sinh trưởng trao đổi chất vi khuẩn bị ức chế, nhờ làm chậm thay đổi tiêu cảm quan hóa lý sản phẩm trình bảo quản Các biến đổi nguyên liệu: 28 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Các biến đổi trình làm lạnh tương tự trình lên men Do nhiệt độ giảm dần nên tốc độ biến đổi mức độ chuyển hóa thấp nhiều Thiết bị thực Sử dụng phòng lạnh Các bao bì chứa sản phẩm lên men đặt xe đẩy với giá đỡ đưa vào phòng lạnh Quá trình làm lạnh cần thực nhanh tốt Thông số công nghệ Nhiệt độ: 15-16oC 1.11 Bảo quản lạnh: Mục đích công nghệ: Bảo quản Các biến đổi nguyên liệu Không có biến đổi đáng kể sản phẩm làm lạnh từ từ trình làm lạnh Thiết bị thực Sử dụng phòng lạnh trình làm lạnh Thông số công nghệ Nhiệt độ làm lạnh: xấp xỉ 4oC Hình ảnh thiết bị: Hình 10 Phòng lạnh 29 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình : 30 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 2.1 Vi lọc: Mục đích công nghệ Chuẩn bị: tách bớt tế bào vi sinh vật vi khuẩn, nấm men, nấm sợi khỏi dòng permeate, giúp cho trình cấy giống lên men dễ dàng Các biến đổi nguyên liệu - Vật lý: độ nhớt dòng permeate giảm - Sinh học: không xảy biến đổi Tuy nhiên, vi sinh vật bị giữ lại màng membrane - Các biến đổi khác không đáng kể Thiết bị thực - Sử dụng thiết bị mô hình cuộn xoắn, vi lọc – microfiltration MF, vật liệu membrane polyacrylonitrile cải tiến - Thiết bị gồm hình trụ đồng trục có kích thước khác đặt lồng vào Chế tạo thép không gỉ Ống hình trụ nhỏ đục lỗ thân nơi tập trung dòng permeate - Khoảng không gian giới hạn mặt thân trụ đường kính nhỏ mặt thân trụ đường kính lớn đệm xốp cuộn lại theo hình xoắn ốc Tấm đệm làm vật liệu polypropylene Hai bên đệm hai membrane với bề mặt hoạt động quay phía - Nguyên liệu bơm vào đầu thân trụ di chuyển dọc theo thân trụ kênh dẫn có tiết diện hình xoắn ốc Dòng retentate tập trung thoát đầu thiết bị hình trụ theo kênh dẫn Các cấu tử dòng permeate chui qua mao dẫn hai membrane để vào bên cấu trúc đệm Phần có tiết diện hình xoắn ốc liên thông với ống hình trụ đường kính nhỏ Dòng permeate tập trung ống hình trụ đường kính nhỏ vùng trục thiết bị thoát bên 31 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Hình ảnh thiết bị Hình 11 Thiết bị vi lọc cuộn xoắn 2.2 Tiệt trùng sữa gầy phương pháp gia nhiệt gián tiếp: Mục đích công nghệ Chuẩn bị sữa gầy vô trùng để hoạt hóa vi sinh vật cho trình cấy giống Các biến đổi nguyên liệu Sữa gầy tiệt trùng hoàn toàn, hệ vi sinh vật enzyme sữa gầy hoàn toàn ức chế Thiết bị thực Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng - Gia nhiệt gián tiếp: thiết bị gồm đặt sát vào Độ dày mỏng bề mặt chúng có khe lồi lõm nhằm mục đích tăng hệ số bề mặt truyền nhiệt Tùy theo suất thiết bị nhiệt độ trùng/tiệt trùng cần đạt mà nhà sản xuất chọn phương án bố trí sơ đồ dòng chảy tác nhân nhiệt hệ thống thiết bị - Giữ nhiệt: thiết bị thường ống hình trụ quấn theo đường xoắn ốc bên thiết bị hình trụ lắp đặt theo dạng hình chữ chi Xung quanh ống hình trụ phận cách nhiệt để hạn chế tượng thực phẩm bị giảm nhiệt độ - Làm nguội: trình làm nguội thực phương pháp gián tiếp, sử dụng tác nhân làm nguội nước lạnh Thiết bị làm nguội có cấu tạo tương tự thiết bị gia nhiệt phương pháp gián tiếp Thông số công nghệ - Sữa đưa qua ngăn tiệt trùng gia nhiệt lên đến nhiệt độ khoảng 137oC, giữ nhiệt độ vài giây ống giữ nhiệt - Sau sữa làm nguội nước, làm giảm nhiệt độ sữa xuống tới nhiệt độ o 43 C để hoạt hóa vi sinh vật 32 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Hình ảnh thiết bị H ình 12 Quá trình tiệt trùng phương pháp gia nhiệt gián tiếp 2.3 Lên men làm lạnh 2.3.1 Lên men: Mục đích công nghệ - Chế biến: trình lên men làm thay đổi thành phần hóa học giá trị cảm quan cream, chuyển hóa cream thành sản phẩm smetanka - Bảo quản: trình lên men, aicd lactic sinh tổng hợp làm giảm giá trị pH cream, giá trị pH thấp có tác dụng ức chế VSV (kể vi khuẩn lactic giống), góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Các biến đổi nguyên liệu - Sinh học: lên men lactic trình trao đổi lượng Các phân tử ATP hình thành trình chuyển hóa chất vi khuẩn giữ lại để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất sinh trưởng VSV Các sản phẩm thải acid lactic, ethanol, CO2 vi khuẩn thải vào môi trường lên men  hàm lượng acid lactic tích lũy ngày tăng giảm pH kéo theo biến đổi hóa lý khác - Hóa lý: biến đổi hóa lý quan trọng đông tụ casein pH cream giảm dần, nhờ hình thành cấu trúc gel đặc trưng sản phẩm smentanka - Vật lý: trình lên men kèm theo tượng tỏa nhiệt Thiết bị thực Đối với môi trường lỏng, người ta sử dụng thiết bị lên men có hình dáng cấu tạo tương tự thiết bị nhân giống VSV 33 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thông số công nghệ: trình lên men diễn 6-8h, nhiêt độ 26-28oC 2.3.2 Làm lạnh: Hạ nhiệt độ lần đầu xuống 26-28oC để lên men, sau hạ nhiệt độ lần xuống 15-16oC để làm lạnh Mục đích công nghệ - Hoàn thiện: trình làm lạnh cải thiện cấu trúc độ bền gel sản phẩm smetanka - Chuẩn bị: giai đoạn chuẩn bị cho trình lên men bao gói sản phẩm diễn sau thuận lợi Các biến đổi nguyên liệu - Ở nhiệt độ 15-16oC, tốc độ trao đổi chất vi khuẩn lactic chậm lại, sản phẩm không tăng thêm độ chua trình sau - Các cấu tử hương thoát từ dịch lên men với CO2 không đáng kể Thiết bị thực Thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng tương tự thiết bị dùng để làm nguội hỗn hợp ban đầu Hình 13 Thiết bị lên men làm lạnh 34 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA III SO SÁNH HAI QUY TRÌNH Quy trình Quy trình Thanh trùng Thời gian dài quy trình 2,dễ bị thất thoát chất mẫn cảm với nhiệt độ Thời gian trùng ngắn Các biến đổi dinh dưỡng, biến đổi cảm quan thời gian tiếp xúc nhiệt Lên men Lên men bao bì, chất lượng sản phẩm khó kiểm soát Lên men bao bì, chất lượng sản phẩm dễ kiểm soát hơn, đồng Cấy giống phối trộn lên men xử lý nhiệt lạnh Cần bồn cấy giống, phòng lên men, phòng làm lạnh Trong thiết bị Chỉ tiêu vi sinh IV Đảm bảo tốt quy trình có trình vi lọc MÔ TẢ SẢN PHẨM VÀ ĐỀ XUẤT CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG Mô tả sản phẩm: Một số người gọi Smetanka (Сметана) "kem chua Nga" tương đồng với kem chua thông thường tiếng (kem chua Mỹ kem Fraiche Pháp) Smetanka khác từ loại kem chua khác cách kết cấu dày hơn, hương vị nhẹ sourer, hàm lượng chất béo cao Các hàm lượng chất béo Smetanka cao làm cho có số tính chất nấu khác so với loại cream khác, không bị đông lại nấu chín thêm vào ăn nóng Smetanka sử dụng vừa phải mang lại nhiều lợi ích Smetanka việc có tác động tốt đến hệ tiêu hoá chứa nhiều dưỡng chất: vitamin (A, E, B2, B12, C, PP, biotin (vitamin H), beta-carotene, vv), axit hữu Smetanka chứa nhiều khoáng chất phong phú thành phần: từ kali canxi đến clo, phốt pho, natri, magiê, nguyên tố vi lượng sắt, kẽm, iốt, đồng, selen, mangan, florua, molypden, coban Tất chất khoáng cần thiết để đem đến cho sống khoẻ mạnh Canxi có nhiều smetanka hữu ích cho việc tăng cường phát triển xương Ngoài ra, smetanka chứa nhiều protein động vật, carbohydrat, axit hữu axit béo, đường tự nhiên Smetanka chứa cholesterol so với bơ, nên dùng thay bơ việc chế biến nhiều ăn, người bị bệnh béo phì tim mạch sử dụng smetana thay bơ với liều lượng vừa phải Một vài muỗng smetanka trộn với đường mật ong giúp làm giảm mệt mỏi, căng thẳng, giúp tinh thần phấn chấn 35 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA Đề xuất tiêu chất lượng: Chỉ tiêu cảm quan Yêu cầu Màu Màu trắng đục Mùi hương Sản phẩm sử dụng mùi đặc trưng nên mùi sản phẩm phải thật hoàn hảo Mùi ôi hay mùi béo sữa tươi cần tránh tuyệt đối Yêu cầu mùi khắt khe dối với coffe cream Người tiêu dùng không đánh giá cao sản phẩm có mùi trình tiệt trùng hay chí mùi nấu Do sản phẩm thường trùng Đồng nhất,ổn định Không bị tách lớp có dạng sệt Cấu trúc sánh mịn Cấu trúc Chỉ tiêu vi sinh - Rất nhiều dạng hư hỏng xảy Để bảo quản lâu sữa nguyên liệ không chứa nhiều vi khuẩn chịu nhiệt Đặc biệt Bacillus Cereus.Chúng làm chất béo không ổn định tạo enzyme lipase bền nhiệt thủy phân chất béo tạo mùi khó chịu 36 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SMETANKA - Các nhóm vi sinh vật gây bệnh Salmonella, E.Coli, Staphylococcus aureus mặt sản phẩm Chỉ tiêu hóa lý Trong 100g sản phẩm Năng lượng 151.35g Carbohydrate 13.07g Chất béo 10g Protein 3.31g Độ chua: 70oTh V TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] _ Yiu H Hui “Handbook of Food Science, Technology, and Engineering”, Tập [2] _ Romanskaya, N N.; Dyment, G S.; Bashirova, R S.; Tovkachevskaya, L D.; Kochubei, S I.; Mostovaya, L A.; Isaeva, G Ya.; USSR, Ukrainskii Nauchnoissledovatel'skii Institut Myasnoi i Molochnoi Promyshlennosti “Process for making cultured milk product "Smetanka"” USSR Patent 1980 No 766 565 pp [3 ]_ Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà “Công nghệ chế biến thực phẩm” , Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM [4] _ Lê Văn Việt Mẫn “Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa” , Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM 37 ... nhanh tốt Thông số công nghệ Nhiệt độ: 15-16oC 1.11 Bảo quản lạnh: Mục đích công nghệ: Bảo quản Các biến đổi nguyên liệu Không có biến đổi đáng kể sản phẩm làm lạnh từ từ trình làm lạnh Thiết... Phần xoắn vòng lò xo mầm tạo gel, chúng lôi kéo phân tử dung môi vào vùng liên kết II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Quy trình 15 SMETANKA GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.1 Ly tâm kết hợp chuẩn hóa: Đối với... nhạy cảm sữa bị biến đổi nhiệt độ cao vitamin, protein … Ly tâm trình sử dụng lực ly tâm để phân riêng cấu tử có khối lượng riêng khác Trong trình chế biến sữa người ta sử dụng trình ly tâm cho