SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG VỚI THIẾT BỊ HIỆN ĐẠI VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TIÊN TIẾN Nhà máy Sữa Việt Nam được trang bị dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng với thiết bị hiện đại và công nghệ sản xuất tiên tiến hàng đầu hiện nay. Nhà máy hoạt động trên một dây chuyền tự động, khép kín, từ khâu nguyên liệu đầu vào đến đầu ra sản phẩm. Sữa tươi sau khi được kiểm tra chất lượng và qua thiết bị đo lường, lọc sẽ được nhập vào hệ thống bồn chứa lạnh (150 m3bồn) Khu vực tiếp nhận sữa tươi nguyên liệu Các bồn chứa lạnh 150m3bồn Từ bồn chứa lạnh, sữa tươi nguyên liệu sẽ qua các công đoạn chế biến: ly tâm tách khuẩn, đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh xuống 4 oC và chuyển đến bồn chứa sẵn sàng cho chế biến tiệt trùng UHT. Máy ly tâm tách khuẩn, giúp loại các vi khuẩn có hại và bào tử vi sinh vật. Máy ly tâm tách khuẩn Tiệt trùng UHT: Hệ thống tiệt trùng tiên tiến gia nhiệt sữa lên tới 140 oC, sau đó sữa được làm lạnh nhanh xuống 25 oC, giữ được hương vị tự nhiên và các thành phần dinh dưỡng, vitamin khoáng chất của sản phẩm. Sữa được chuyển đến chứa trong bồn tiệt trùng chờ chiết rót vô trùng vào bao gói tiệt trùng. Hệ thống tiệt trùng UHT Nhờ sự kết hợp của các yếu tố: công nghệ chế biến tiên tiến, công nghệ tiệt trùng UHT và công nghệ chiết rót vô trùng, sản phẩm có thể giữ được hương vị tươi ngon trong thời gian 6 tháng mà không cần chất bảo quản Hệ thống máy rót Các robot LGV vận hành tự động sẽ chuyển pallet thành phẩm đến khu vực kho thông minh. Ngoài ra, LGV còn vận chuyển các cuộn bao bì và vật liệu bao gói đến các máy một cách tự động. Hệ thống robot LGV có thể tự sạc pin mà không cần sự can thiệp của con người. Robot LGV tự động Robot đang tự đi tìm bình ắc quy được nạp đầy điện để thay cho mình khi hết năng lượng Kho thông minh hàng đầu tại Việt Nam, diện tích 6000 m2 với 20 ngõ xuất nhập, có chiều dài 105 mét, cao 35 mét, gồm 17 tầng giá đỡ với sức chứa 27168 lô chứa hàng. Nhập và xuất hàng tự động với 15 Xe tự hành RGV (Rail guided vehicle) vận chuyển pallet thành phẩm vào kho và 08 Robot cần cẩu (Stacker Crane) sắp xếp pallet vào hệ khung kệ. Việc quản lý hàng hoá xuất nhập được thực dựa trên phần mềm Wamas. Hàng hoá tại kho thông minh Hệ thống vận hành dựa trên giải pháp tự động hoá Tetra Plant Master, cho phép kết nối và tích hợp toàn bộ nhà máy từ nguyên liệu đầu vào cho đến thành phẩm. Nhờ đó nhà máy có thể điều khiển mọi hoạt động diễn ra trong nhà máy, theo dõi và kiểm soát chất lượng một cách liên tục. Hệ thống Tetra Plant Master cũng cung cấp tất cả dữ liệu cần thiết giúp nhà máy có thể liên tục nâng cao hoạt động sản xuất và bảo trì. Ngoài ra, hệ thống quản lý kho Wamas tích hợp hệ thống quản lý ERP và giải pháp tự động hoá Tetra Plant Master mang đến sự liền mạch thông suốt trong hoạt động của nhà máy với các hoạt động từ lập kế hoạch sản xuất, nhập nguyên liệu đến xuất kho thành phẩm của toàn công ty.
LÊ V Ă N V IỆ T M Ẫ N GIẢO THỈNH GÔNG NGHỆ SÂN XIIẤT CÁC SẢN PHAM TỪ SỮA VÀ THỨC UỐNG PHA CH Í TẬ P CÔNG NGHỆ SẢN XUAT CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA THƯVIỆNĐHNHATRANG 300002 ^ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Lê Văn Việt Mân GIẤO TRÌNH CƠNG NGHỆ SẴN XUẤT CÁC SÂN PHẨM Từ SỮA VÀ THỨC UỐNG PHA CH Í TẬP CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - 2010 MỤC LỤC LỜI N Ó I ĐẦU P hẫn 1: NGUYÊN LIỆU NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN SỮA 1.1 Giới thiệu sữa bò 11 1.1.1 Một số tính chất vật lý 11 1.1.2 Thành phần hóa học 12 1.1.3 Các tính chất hóa lý 36 1.2 Hệ vi sinh vật sữạ bò 40 1.2.1 Nguồn gốc hệ vi sinh vật sữa 40 1.2.2 Hệ vi sinh vật sữa 42 1.3 Vắt sữa, vận chuyển bảo quản sữa trướckhi chế biến 50 1.3.1 Quả trình vắt sữa 50 1.3.2 Quá trình vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch nhà máy chế biến 51 1.3.3 Quá trình bảo quản sữa trước chế biến 54 1.4 Câu hỏi ôn tập phần 64 P hần 2: CÁC QUÁ TRÌNH c BẢN TRONG CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA 2.1 Các q trình vật lý 2.1.1 Quá trình ly tâm 2.1.2 Quá trình đồng hóa 2.1.3 Q trình phân riêng membrane 2.1.4 Quá trình trùng tiệt trùng 2.2 Cácquá trình hóa lý 2.2.1 Q trình khí 2.2.2 Q trình đặc nhiệt 2.2.3 Q trình sấy phun 2.2.4 Q trình đơng tụ casein 2.3 Cácq trình sinh học 2.3.1 Quá trình nhân giống vi sinh vật 2.3.2 Quá trình lên men 2.4 Câu hỏi ơn tập phần 65 67 67 73 87 107 128 128 131 142 157 167 167 186 202 P h ầ n 3: CÔNG NGHỆ SẢ N XUẤT CÁC S Ả N PHẨM TỪ SỮA J 3.1 Công nghệ sản xuất sữa trùng 3.1.1 Giới thiệu chung 3.1.2 Quy trình cơng nghệ 3.1.3 Sản phẩm sữa trùng 3.2 Công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng 3.2.1 Giới thiệu chung 3.2.2 Quy trình cơng nghệ 3.2.3 Sản phẩm sữa tiệt trùng 3.3 Công nghệ sản xuất sữa cô đặc 3.3.1 Giới thiệu chung 3.3.2 Nguyên liệu sản xuất sữa cô đặc 3.3.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa đặc khơng 3.3.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa đặc có đường 3.3.5 Sản phẩm sữa cồ đặc 3.4 Cơng nghệ sản xuất sữa bột 3.4.1 Giới thiệu chung 3.4.2 Nguyên liệu sản xuất sữa bột 3.4.3 Quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream 3.4.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột gầy 3.4.5 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột tan nhanh (instant milk powder) 3.4.6 Q trình lecithin hóa cơng nghệ sản xuất sữa bột 3.4.7 Sản phẩm sữa bột 3.5 Công nghệ sản xuất sữa lên men 3.5.1 Giới thiệu chung 3.5.2 Công nghệ sản xuất sữa lên men yaourt 3.5.3 Công nghệ sản xuất sữa lên men kefir 3.6 Công nghệ sản xuất phô mai 3.6.1 Giớị thiệu chung 3.6.2 Nguyên liệu sản xuất phô mai 3.6.3 Công nghệ sản xuất phô mai mềm không qua giai đoạn ủ chín (phơ mai tươi) 203 205 205 206 213 213 213 214 220 221 221 222 224 227 230 232 232 233 234 241 242 243 243 246 246 248 262 268 268 269 272 3.6.4 Công nghệ sản xuất phơ mai mềm bán mềm 277 có qua giai đoạn ủ chín 3.6.5 Cơng nghệ sản xuất phơ mai bán cứng, cứng cứng 295 301 3.6.6 Công nghệ sản xuất phô mai nấu chảy 306 3.7 Công nghệ sản xuất bơ 306 3.7.1 Giới thiệu chung 307 3.7.2 Nguyên liệu sản xuất bơ 309 3.7.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất bơ 321 3.7.4 Sản phẩm bơ I 322 3.8 Công nghệ sản xuất kem 322 3.8.1 Giới thiệu chung 322 3.8.2 Nguyên liệu sản xuất kem 326 3.8.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất kem 334 3.8.4 Kem thành phẩm 335 3.9 Câu hỏi ôn tập phần TÀ I LIỆU THAM KHẢO 336 LỜI NĨI ĐẦU Ngành cơng nghiệp thực phẩm bao gồm nhiều lĩnh vực chuyên môn khác chế biền lương thực; sản xuất bánh, kẹo; chế biến rau, quả; chè biên trà, că phè, ca cao; sản xuất dầu béo; chế biến thịt, thủy sản; sản xuât sảh phẩm từ sữa; sari xuất thức uống pha chế, thức uống lèn men Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, kiến thức cơng nghệ thuộc hai lĩnh vực: sản xuất sản phẩm từ sữa sản xuất thức uống dạng pha chế gộp chung lại nội dung môn học “Công nghệ sản xuất săn phẩm từ sữa thức uống pha chế” Đây trọng sô' môn học chuyên ngành sinh viên theo học trường Mục tiêu môn học nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức nguyền phụ liệu, quy trình sản xuất tiêu đánh giá chất lượng săn phẩm thuộc hai lĩnh vực nói Do khác biệt thành phần hóa học tính chất ngun liệu, sở khoa học công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa sản phẩm thức uống dạng pha chế khác Do đó, nội dung môn học đõ, biên soạn thành sách riêng biệt để lầm tài liệu tham khảo cho sinh viên Quyển “Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa* xuất lần vàố năm 2004 Đến năm 2006, “Công nghệ sản xuất thức uống” xuất Cả hai tài liệu Nhà xuất Đại họcQuốc gia TP Hồ Chí Minh xuất Từ đến nay, sách đãđược nối tái Lần này, biên soạn lại nội dung hai sách nói với mục đích làm giáo trình mơn học “CƠNG NGHỆ SA N XUAT CAC SẨ N PHẨM TỪ SỮA VÀ THỨC UỐNG PHA CHẾ* cho sinh viển Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quôc giữ TP Hơ Chí Minh Các đề mục giáo trình bố cục theo đề cương mơn học “Cơng nghệ sản xuất săn phẩm từ sữa thức uống pha chế” dã H ội đồng khoa học Khoa Trường phê duyệt Giáo trình chia thành hai tập: Tập i: “Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa” Tập 2: “Công nghệ sản xuất thức uống pha chế” Quyển sách tậ p giáo trình nói Nội dung tập gồm có phần chính: Phần giới thiệu sữa nguyên liệu: thành phần, tính chất, hệ vi sinh vật sữa, điều cần lưu ý trình thu hoạch, vận chuyển bảo quản sữa tươi trước chế biến Phần gồm trinh cơng nghiệp chế biến sữa Đó trinh vật lý, hóa lý sinh học Phẩn trình bày cơng nghệ sản xuất số sản phẩm tiếu biểu từ sữa sữa trùng, sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, sữa bột, sữa lên men (yaourt, kefir), phô mai, bơ kem Trong phần này, sổ kỹ thuật quy trinh chế biến sữa giới thiệu trùng sữa bàng phương pháp vi lọc, cô đặc sữa sản xuất yaourt phương pháp thẩm thấu ngược siêu lọc, vi bao chất béo để làm tăng chất lượng hiệu suất thu hồi sản phẩm trinh sấy phun sản xuất sữa bột Tập giáo trình tài liệu tham khảo cho bạn đọc công tác lĩnh vực sản xuất sản phẩm từ sữa Chúng tơi mong nhận ỷ kiến đóng góp bạn đọc nội dung giáo trình để lần tái băn sau sách hoàn chỉnh Thư từ góp ý xin gửi về: Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm> Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 268 Lý Thường Kiệt, Q.10, TP Hồ Chí Minh, Điện thoại: (08) 38 64 62 51 Tác giả PGS TS Lê Văn Việt Mẫn PHẨN NGUN LIỆU NGÀNH CƠNG NGHIỆP CH Í BIẾN SỮA NGUYÊN LIỆU NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHÊ' BIẾN SỮA 11 1.1 G IỚ I T H IỆ U V Ề S Ữ A B Ò Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Từ xưa người biết sử dụng sữa từ dộng vật nuôi để chế biến thành nhiều loại thực phẩm quý giá Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa giới tập trung sản xuất ba nguồn ngun liệu sữa bò, sữa dê sữa cừu Ớ nước ta, sữa bò nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm Trong sách này, đề cập đến nguồn nguyên liệu sữa bò sản phẩm chế biến cơng nghiệp từ sữa bò 1.1.1 MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ Sữa chất lỏng đục Độ đục sữa chất béo, protein số chất khoáng sữa tạo nên Màu sắc sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng p-caroten có chất béo sữa Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa tách béo - skimmilk) thường ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi đặc trưng vị nhẹ B ả n g 1.1 Một sô' tiêu vật lý quan trọng sữa bò Đại lượng Tỷ trọng Điểm đơng đặc Độ dẫn điện Đdn vị đo Giá trị g/cm3 1,028 + 1,036 °c Đại lượng Nhiệt dung riêng -0,54 + -0,59 Thế oxy hóa khử 1/ohm.cm 0,004 *■0,005 Sức căng bề mặt d 20°c Đờn vj Giá trị cal/g.°c 0,933 + 0,954 y 0,10 Ỷ 0,20 dynes/cm 50 Tỷ trọ n g sữa Tỷ trọng sữa hàm lượng chất khơ sữa định Các chất béo có tỷ trọng nhỏ hợn 1g/cm3 Hàm lượng chất béo sữa cao tỷ trọng sữa thấp Khi biết thành phần khối lượng chất béo chất khơng béo có sữa, ta tính tỷ trọng sữa (ở 15,5°C) theo cơng thức sau: ^15,5°c _ đó: 100 (g/cm3) CƠNG NGHỆ SẦN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA 325 có kích thước nhỏ, kem trở nên đồng Theo Campell (1980), chất ổn định có chức hạn chế lớn lên tinh thể đá trọng kem thành phẩm có thay đổi nhiệt độ trình bảo quản sản phẩm Chất ổn định dùng sản xuất kem thường có chất protein {gelatin, casein, albumin, globuline ) carbohydrate (agar-agar, gum arable, carboxymethylcellulose ) 6i) Chất tạo hương Để tạo hương cho sản phẩm, người ta sử dụng chất mùi khác vanilla, mùi cam, sầu riêng, dâu, mùi chocolate, mùi cà phê Chúng trích ly từ thực vật sản xuất phương pháp tổng hợp hóa học Ở số quốc gia Pháp sử dụng chất mùi có nguồn gốc tự nhiên sản xuất kem Để đa dạng hóa sản phẩm, người ta sử dụng loại trái (phần thịt cắt nhỏ) số h ạt (đậu phộng, điều ), bột ca cao, dịch chocolate sản xuất kem Những nguyên liệu mục đích tạo hương góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng cho kem thành phẩm 7i) Chất màu Chất màu có chức tạo màu sắc hấp dẫn cho kem Tùy theo quy định sử dụng phụ gia ỗ nước mà danh mục chất màu dùng sản xuất kem thay đổi Có hai nhóm chất màu: chất màu tự nhiên chất màu tổng hợp Các chất màu tự nhiên thường có độ bền màu chất màu tổng hợp điều kiện sản xuất công nghiệp 8i) Những nguyên liệu khác Để tạo độ chua thích hợp cho kem, người ta thường sử dụng acid hữu acid citric acid tatric Ngoài ra, acid hữu có chức ức chế phát triển số vi sinh vật có sản phẩm Theo Campell (1980), số địa phương, người ta có sử dụng phụ gia chống vi sinh vật sản xuất kem, phổ biến benzoat natri Tuy nhiên, nhiều nước th ế giới không cho phép sử dụng nhóm phụ gia 326 PHẨN 3.8.3 QUY TRÌNH CƠNG NGHÊ SẢN XUẤT KEM Sơ đồ khái qt quy trình cơng nghệ sản xuất kem trình bày hình 3.38 H ìn h 3.38 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản iu ấ t kem CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẦN PHẨM TỪ SỮA 327 ỉ) Chuẩn bị nguyên liệu Đầu tiên, nguyên liệu định lượng theo công thức phối trộn cho loại kem sản xuất Nguýên liệu khô bột sữa nguyên, bột sữa gầy, số chất ổn định đem cân Ngược lại, nguyên liệu dạng lỏng sữa tươi, số chất màu, chất tạo nhũ đem cân đo thể tích để xác định hàm lượng cần sử dụng Riêng chất béo cream, bơ, dầu thực vật phải gia nhiệt lên 35-r50°C để dễ phối trộn dễ bơm chúng đường Ống dẫn nguyên liệu phân xưởng sản xuất 2i) Phoi trộn Các nguyên liệu cho vào thiết bị phối trộn theo trậ t tự định.‘Mục đích trình sử dụng phương pháp học để làm cho hỗn hợp nguyên liệu trở nên đồng Thiết bị phối trộn thường có dạng hình trụ đứng với phận điều nhiệt cánh khuấv hoạt động tốc độ cao Nhiệt độ hỗn hợp trình phối trộn thường trì 50-ỉ-65oC Thông thường, nhà sản xuất không bổ sung chế phẩm hương vào hỗn hợp nguyên liệu trình phối trộn Nhiệt độ phối trộn 50 - 65°c làm tăng độ hòa tan đường chất khơ khơng béo có nguồn gốc từ sữa, đồng thời giúp cho chất béo hóa lỏng dễ phân bố hệ nhũ tương “dầu nước” làm tổn th ất cấu tử dễ bay hoi Người ta thường cho chế phẩm hương vào nguyên liệu kết thúc q trình ủ chín Riêng nhóm nguyên liệu trái (phần thịt cắt nhỏ) hạt (đậu phộng, điều ), chúng bổ sung vào sản phẩm trước thực q trình bao gói Tùy theo loại kem mà tỉ lệ thành phần nguyên liệu cần phối trộn khác Tiếp theo, giới thiệu ví dụ cơng thức phối trộn thành phần nguyên liệu để sản xuất kem chocolate: - Chất béo: - 16% - Chất khồ không béo có nguồn gốc từ sữa: 8,0 - 12,5% - Đường saccharose: 16 - 19% * Chocolate liquor: 2,7 - 3,5% - Hỗn hợp chất ổn định chất nhũ hóa: 0,2 - 0,3% - Tểng chất khô hỗn hợp nguyên liệu sau phối trộn: 39,5 -46,7% 328 PHẨN Trong số trường hợp, người ta lọc khí sau phối trộn hỗn hợp ngun liệu Mục đích q trình khí làm tăng hiệu truyền nhiệt, từ đố cải thiện hiệu hai q trình-tiếp theo đồng hóa trùng 3i) Đồng hóa Do hỗn hợp nguyên liệu có chứa chất béo với hàm lượng'cao, q trình đồng hóa làm giảm kích thước h ạt béo phân bồ' chúng hỗn hợp Người ta sử dụng th iết bị đồng hóa hai giai đoạn Áp lực dồng hóa giai đoạn đầu thường dược chọn 200òar Hỗn hợp gia nhiệt lên đến 65-ỉ-75°C trước vào thiết bị đồng hóa 4i) Thanh trùng Quá trình trùng nhằm tiêu diệt ức chế hệ vi sinh vật enzyme nguyên liệu Chế độ trùng thường gặp 83-ỉ-850C thời gian 15 giây Trong thực tê sản xuất, trình đồng hóa trùng tiến hành xen kẽ Đầu tiên hỗn hợp nguyên liệu đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt để hiệu chĩnh nhiệt độ, sau dẫn vào thiết bị đồng hóa Tiếp theo, hỗn hợp nguyên liệu quay trở thiết bị trao đổi nhiệt để trùng làm nguội Trong trường hợp sử dụng chất béo dạng cream, bơ, dầu thực vật người ta trùng riêng nhóm nguyên liệu 70°c thời gian 30 phút; Sau đó, nguyên liệu giàu chất béo phối trộn với nguyên liệu lại qua trùng Cuối cùng, hỗn hợp đưa vào máy đồng hóa làm nguội 5i) c h ín (ageing) Mục đích trình ủ chín làm cho hỗn hợp nguyên liệu đạt số tính chất hóa lý cần thiết, chuẩn bị cho q trình lạnh đơng Các biến đổi quan trọng diễn q trình ủ chín bao gồm: - Các chất ển định protein hydrate hóa hồn toàn - Một phần chất béo k ế t tinh - Một số phân tử protein hấp phụ lên bề m ặt tiếp xúc h ạt béo pha liên tục hỗn hợp CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CẤC SẢN PHẨM t sữ a 329 Kết quả'là kem thu sau trình lạnh đơng có cấu trúc mịn đồng Q trình ủ chín thực nhiệt độ 2-ỉ-4°C Tùy thuộc vào thành phần tỷ lệ chất hỗn hợp nguyên liệu loại chất ổn định sử dụng mà thời gian ủ chín dao động khoảng rộng, tối thiểu tối đa không 24 Thiết bị ủ chín có hình trụ đứng chế tạo thép khơng rỉ Bên ngồi thiết bị lớp vỏ áo để làm lạnh lớp cách nhiệt để hạn chế tổn thất lượng trình sử dụng Bên thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên tục với tốc độ chậm suốt giai đoạn ủ chín Hỗn hợp nguyên liệu phải làm lạnh 2-i-40C trước đưa vào thiết bị ủ chín 6i) Lạnh đơng sơ Q trình lạnh đơng sơ cố hai mục đích quan trọng sau đây: - Thổi lượng khơng khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm tàng thể tích chúng - Lạnh đông phần nước hỗn hợp tạo tinh thể đá với kích thước th ật nhỏ đồng nhất, đồng thời phân bô' tinh thể đá hỗruhợp Tùy thuộc vào loại sản phẩm mà lượng khơng khí cần thổi vào hỗn hợp q trình lạnh đơng kháe Thơng thường, thể tích hỗn hợp sau nạp khơng khí tăng từ 80-ỉ-100% Các bọt khí th ật mịn xuất kem tạo nên cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Cần ý khơng khí sử dụng phải qua xử lý hệ thông lọc với kích thước lỗ từ lớn đến nhỏ nhằm loại tạp chất bụi, vi sinh vật tránh gây ô nhiễm cho kem thành phẩm Tỉ lệ lượng nước bị kết tinh q trình lạnh đơng sơ phụ thuộc chủ yếu vào giá trị nhiệt độ lạnh đơng Hình 3.39 trình bày thay đổi tỉ lệ lượng nước bị kết tinh so với tổng lượng nước có hỗn hợp nguyên liệu theo nhiệt độ ỉạnh đơng Theo Luquet (1985) giai đoạn lạnh đơng sơ có khoảng 30+70% lượng nước bị kết tinh Tùy thuộc vào phương pháp tạo hình kem mà người ta hiệu chỉnh tỷ lệ nước bị kết tinh giai đoạn-này cho phù hợp 330 PHẨN Nhiệt độ (°C) H ìn h 3.39 Ả nh hưởng nhiệt độ lạnh đông sản xuất kem đến tỷ lệ lượng nước bị kết tinh so với tổng lượng nước có hỗn hợp nguyên liệu casein micelle hạt béo tinh thể lactose tinh thể nước H ìn h 3.40 Cấu trúc hỗn hợp nguyên liệu q trình lạnh đơng sơ thực -5°c Hình 3.40 giới thiệu cấu trúc hỗn hợp ngun liệu thực q trình lạnh đơng sơ nhiệt độ -5 °c Khi đó, có xấp xỉ 50% CỒNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẮN PHẨM TỪ SỮA 331 lượng nước nguyên liệu tồn dạng tinh thể Các số liệu thực nghiệm cho thấy tinh thể đá hình thành có kích thước dao động từ đến 170|~ưn Lượng nước tự giảm đáng kể số phân tử lactose hỗn hợp kết tinh Kích thước tinh thể lactose xấp xỉ 20|xm Các bọt khí hỗn hợp có dường kính khoảng 60 - 150|im Riêng hạt cầu béo có đường kính khơng vượt 2ụm Tuy nhiên, số hạt cầu béo lại kết chùm Kích thước chùm hạt béo không lớn 10|j.m T h iế t bị Hiện có nhiều loại thiết bị khác sử dụng để làm lanh đông sơ hỗn hợp nguyên liệu sản xuất kem Hình 3.41 giới thiệu thiết bị lanh đông thường gặp hoạt động theo phương pháp liên tục cửa thoát Nguyên liệu vào (0-ỉ-6°G) / Buồng chứa V * Bổn chứa tác nhân lạnh H ìn h 3.41 Thiết bị lạnh đông sử dụng sản xuất kem Hỗn hợp ngun liệu sau q trình ủ chín có nhiệt độ 0-r4°C bơm vào thiết bị lạnh đông Tại cửa vào, hỗn hợp phôi trộn với khơng khí vơ trùng theo tỷ lệ quy định Phần thiết bị lạnh đơng hai ống hình trụ nằm ngang, đồng trục có đường kính khác đặt lồng vào Mặt thân ống trụ đường kính lớn lớp vỏ áó chứa tác nhân lạnh lớp cách nhiệt Tại vị trí trục hình trụ trục khuấy với khuấy có gắn dao cạo Chúng có chức cạo PHẦN 332 phần hỗn hợp nguyên liệu bị đóng dính bề m ặt ống hình trụ đường kính lớn Thần ống hình trụ đường kính nhỏ thiết kế ghồ ghề, có độ nhám để làm tăng ma sát có chức giúp cho hỗn hợp nguyên liệu đạt trạng thái xốp đồng Q trình lạnh đơng sơ diễn rấ t nhanh Hỗn hợp nguyên liệu sau phối trộn với khơng khí vào khoảng khơng gian trống hai thân trụ Nhiệt độ hỗn hợp hiệu chỉnh (-2 0C)-K-7°C) nhờ tác nhân lạnh vỏ áo th iế t bị Cánh khuấy chuyển động liên tục nhờ motor đặt ỗ bên Các dao gắn khuấy sệ cạo liên tục phần ngun liệu đóng dính thiết bị Sau q trình lạnh đơng sơ ta thu kem bán thành phẩm với cấu trúc rấ t mềm xốp Tiếp theo, tùy thuộc vào dạng sản phẩm mà trình tạo hình thực theo phương pháp khác S ả n x u ấ t kem que Hình 3.42 giới thiệu giai đoạn quy trình cơng nghệ sản xuất kem que Hỗn hộp nguyên liệu Ignh đỏng só ^ Tách kem khỏi khuôn , c z £ z^ = t Z - ĩ ‘n"» ? H | J lỊil^ ==p ^ a !f Tạo lớp áo chocolate Làm ấm ^ = Bon chứa tác nhân lạnh -40 Rửa khuôh nưổc lạnh c — - Io o ^ \ M ị V- * Chocolate Ị nấu chảy -Sản phẩm Rửa khuôn chất tẩy công nghiệp H ìn h 3.42 Sơ đồ giai đoạn cuối quy trình sản xuất kem que Kem bán thành phẩm với nhiệt độ từ (-2°C)-K-4°C) đem đổ khuôn Các khuôn chứa kem đặt băng tải Tiếp theo, băng tải đưa khuôn kem vào bồn chứa tác nhân lạnh có nhiệt độ -4 °c để thực tiếp trình lạnh đông làm tăng độ cứng cho sản phẩm Trong giai đoạn này, que kem cho vào khuôn Thời gian lưu kem bồn lạnh đông từ 3-Ỉ-8 phút Sau băng tải đưa khn chứa kem đến bồn chứa nước ấm CỒNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM t sữ a 333 (30°C) để làm chảy lớp kem ngồi khn Nhờ q trình tách kem khỏi khn thực dễ dàng Sau cùng, kem que đem nhúng dung dịch chocolate (40°C) để tạo lớp áo chocolate cho sản phẩm đưa vào thiết bị bao gói Người ta thường sử dụng bao bì giấy cho sản phẩm kem que Kem que bao gói xếp vào thùng carton đem bảo quản Nhiệt độ phòng bảo quản sở sản xuất không lớn -28°c Trong thực tế, dây chuyền sản xuất kem que tự động theo hình 3.33 có suất từ 8000-Ỉ-25000 sản phẩm/gỉờ Các khn sau tháo kem vệ sinh chất tẩy rửa cơng nghiệp, nước nóng nước lạnh theo băng tải quay vị trí rót kem bán thành phẩm để chuẩn bị cho chu trình Sản xuất kem hộp Kem bán thành phẩm thiết bị định lượng theo phương pháp thể tích cho vào hộp chứa Tiếp theo hộp kem đóng nắp đưa vào thiết bị lạnh đơng Ngồi phương pháp lạnh đơng cách nhúng hộp kem bồn chứa tác nhân lạnh tương tự trình sản xuất kem que trình bày trên, người ta thực q trình phòng lạnh đơng sử dụng phương pháp lạnh đông tiếp xúc Đối với phương pháp đầu, hộp kem băng tải đưa vào phòng lạnh đơng Khơng khí phòng có nhiệt độ -4 °c chuyển động với tốc độ 3-Í-8m/s Thời gian lạnh đông cho sản phẩm từ 45 phút đến phụ thuộc vào thể tích hộp kem Đối với phương pháp lạnh đông tiếp xúc, hộp kem thường có hình khơi chữ nhật dặt hai bề mặt truyền nhiệt có nhiệt độ -40°c Tác nhân lạnh dẫn vào bên bề mặt truyền nhiệt Chiều cao hộp kem (khoảng cách hai bề m ặt truyền nhiệt) không lớn 60-Ỉ-70mm để đảm bảo cho kem thành phẩm đạt độ cứng định Trong số trường hợp, người ta sử dụng thiết bị ép đùn để rót kem bán thành phẩm vào bao bì hộp ly Thiết bị ép đùn sử dụng để tạo sản phẩm kem có hình dạng khác Điểm quan trọng cần lưu ý kỹ thuật ép đùn thường áp dụng cho kem bán thành phẩm lạnh đông sơ nhiệt độ thấp (-6°c -7°C) phải đạt độ cứng định PHẨN 334 3.8.4 KEM THÀNH PHẨM Kem thành phẩm đem bảo quản phòng lạnh -30°c, thơng thường sau hai ngày đạt trạng thái cân nhiệt độ phòng nhiệt độ kem Do đặc thù riêng, sản phẩm kem phải bảo quản điều kiện quy định để tránh biến đổi hư hỏng mặt chất lượng Tại sở sản xuất, nhiệt độ bảo quản kem tốt -30°c Trong trình vận chuyển sản phẩm từ nhà máy đến đại lý bán hàng siêu thị, ta cần sử dụng xe lạnh có nhiệt độ -25°c Riêng người tiêu dùng khuyến cáo trữ kem tủ đơng có nhiệt độ khơng lớn -18°c * Nếu nhiệt độ tăng cao trình bảo quản lớp kem bề m ặt sản phẩm dễ bị chảy ra, từ làm biến dạng sản phẩm ảnh hưởng đến cấu trúc kem Nếu ta tiến hành lạnh đông sản phẩm trở lại, phần đường lactose sữa bị kết tinh người tiêu dùng eẳm nhận có mặt tinh thể ăn kem Nếu bảo quản kem theo quy định, thời gian bảo quản kéo dài đến 6-Ỉ-9 tháng Người ta đánh giá chất lượng kem thông qua tiêu cảm quan, vi sinh hóa lý Chỉ tiêu cảm quan; bao gồm màu sắc, mùi, vị, cấu trúc sản phẩm Trong nhóm tiêu vi sinh, ngồi tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men nấm sợi, người ta quan tâm đến vi sinh vật gây bệnh Salmonella, Listeria Staphylococcus aureus Hàm lượng loại không lớn 10 khuẩn lạc/ml sản phẩm Trong nhóm tiêu hóa lý, quan trọng hàm lượng protein, gỊucid tổng, lactose, lipid, độ ẩm, hàm lượng khoáng vitamin Hàọi lượng chất dao động khoảng lớn phụ thuộc vào dạng ổản phẩm quy định chung nước CỒNG NGHỆ SẢN XUẤT CẤC SẢN PHẨM TỪ SỮA 335 3.9 CÂU HỎI ÔN TẬP PHẦN Để kéo dài thời gian bảo quản sữa trùng, nhà sản xuất sử dụng giải pháp kỹ thuật nào? Giải thích So sánh ưu điểm nhược điểm phương pháp gia nhiệt gián tiếp trực tiếp trinh tiệt trùng sữa nhiệt độ siêu cao (Ultra high temperature)? Phân biệt mục đích sử dụng đường saccharose dường lactose quy trình sản xuất sữa đặc ngọt? Trình bày sở khoa học mục đích q trìrih vi bao chất béo quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream Nêu điểm khác ba quy trình sản xuất: yaourt truyền thơng, yaourt dạng khuấy yaourt uống So sánh ưu nhược điểm hai phương pháp ướp m uối quy trình sản xuất phơ mai: ngâm khối đơng nước muối rắc muối lên bề m ặt khối đơng? Trong quy trình cơng nghệ sản xuất bơ lên men, trình ảnh hưởng định đến chất lượng sản phẩm đến hiệu suất thu hồi sản phẩm? Giải thích Liệt kê giải pháp kỹ thuật sử dụng để hạn chế hình thành tinh thể đá có kích thước lớn kem? Giải thích 336 PHẨN TÀI LIỆU THAM KHẢO Bockelmann B V., Bockelmann I V., 1998, Long-life products: heat treated, asepticaily packed: a guide to quality Faith and Hassler, Varnamo, 264p Brennan J G., Butters J R., Cowell N D., 1990, Food engineering operations Elsevier applied science, London and New York, 700p Bylund G., 1995, Dairy processing handbook Tetra-Pak processing systems AB publisher, Lund, 436p Chamberlain A., 1989, Milk production in the tropics Longman Scientific and Technical, Kuala Lumpua, 240p Cheryan M., 1998, Ultrafiltration and microfiltration handbook, Technomic publishing Co Inc., Landcaster - Basel, 526p Fellows P J., 2000, Food Processing technology CRC Press, Boca Ratori, 575p Fox P.F., McSweeney P.L.H., 1998, Dairy Chemistry and Biochemistry, Blackie Academic & Professional, London, 478p Heldman D R., Hartel R w., 1998, Principles o f food processing, Aspen publishers Inc., Maryland, 288p Lavernia E.J., Yue Wu., 1996, Spray atomization and deposition, John Wiley and Son, Chichester, 626p 10%Law B A., 1999, Technology of cheese-making, CRC Press, Boca Raton, 322p 11 Le Van Viet Man, Vuong Van Minh, 2008, Study on fat microencapsulation by maltodextrin and soya protein in the production of coconut milk powder with high fat content, Journal of Science and Technology, N.66, pp 101-104 12 Le Van Viet Man, Vuong Van Minh, 2008, Optimization o f technological parameters in the spray drying o f milk powder'with high fat content, Science and Technology development Journal, • Vol 12: 68-74 13 Lund B M., Baird-Parker T c., Gould G w , 2000, The microbiological safety and quality of food Aspen Publishers Inc.) Maryland, 1885p CỒNG NGHỆ SẢN XUẤT CẤC SẢN PHẨM Từ SỮA 337 14 Mattila-Sandholm T., Saarela M., 2003, Functional dairy products, CRC Press, Boca Raton, 395p 15 Marth E H., Steele J.L., 2001, Applied dairy microbiology Marcel dekker Inc., New York, 774p 16 Miller G.D., Jarvis J.K., McBean L.D., 2000, Handbook of Dairy Foods and Nutrition, Second Edition, CRC Press, Boca Raton, 414p 17 Mujumdar A s., 1995, Handbook of industrial drying (2 volumes) Marcel dekker Inc., New York, 1423p 18 Roy I., Gupta M.N., 2004, Hydrolysis o f starch by mixture of glucoamylase and pullulanase entrapped individually in calcium alginate beads, Enzyme and Microbial Technology, Vol 34: 26-32 19 Saravacos G D., Kostaropoulos A E Handbook of food "processing equiment Kluwer academic, New York, 2002, 698p 20 Smit G., 2003, Dairy processing - ijnproving quality, CRC Press, Boca Raton, 546p 21.Tamime A Y., Robinson R K , 1999, Yoghurt: Science and Technology, 2nd edition, CRC Press, Boca Raton, 619p 22 W alstra p., Geurts T.J., Noomen A., Jellema A., Van Boekel M.A.J.S., 1999, Dairy technology: prinQiples of milk, properties and processes, Marcel Dekker Inc., New york, 727p 23 Wong N.P., Jenness R., Marth E.H., 1999, Fundamentals of Dairy chemistry, 3rd edition, An Aspen Publication, Maryland, 779p 24 Wood J B., Microbilogy o f fermented foods Blackie academic and propessional, London, 1998, 85lp 25 Bourgeois c M., Mescel J F., Zucca J., 1988, Mwrobwlogie alimentaire -Volume 1: Aspect microbiologique de la securité et de la quaỉité alimentaire, Tec and Doc Lavoisier, Paris, 422p 26 Bourgeois c M., Mescel J F., Zucca J., 1989, Mwrobwlogie alimentaire -Volume 2: Les fermentations alimentaires, Tec and Doc Lavoisier, Paris, 334p 27 Burn J p., Procédés de separation par membranes Masson, Paris, 1989, 270p 28 Champagne c., Production de ferments lactiques dans Vindustrie laitière Edisem, Quebec, 1998, 210p 338 PHẨN 29 Cheftel J c , Cuq J L., Lorient D Proteines alimentaires Tec and Doc Lavoisier, Paris, 1989, 297p 30 Figarella J., Zonszain p Aliments et boissons: Filieres et produits Doin éditeur, Paris, 1999, 270p 31.Jouve J V La qualité microbiologique des aliments: maitrise et critères Polytechnica, Paris, 1996, 563p 32 Luquet F M., 1985, Lait et produits laitiers - Volume 1: Vach brebis, cheưre: Les laits de ỉa mamelle la laiterie, Tec and Lavoisier, Paris, 396p 33 Luquet F M., 1985, Lait et produits laitiers - Volume 2: Transformations technologiques, Tec and Lavoisier, Paris, 633p 34 Moll N., Moll M Additifs alimentaires et auxiliaires technologipues Masson, Paris, 1990, loop C a m p e l l D ĩl p o m e o ò c m e o MOJiOKa, K ojioc, MocKBa, , CTp KoBanbCKas JI n OõitịOH m e x H o n o e m n u n ịe e u x n p o ia e o d c m e , Kojioc, MocKBa, 9 , CTp 37 JInnaTOB H H., XapHTOHOB B ỈỊ Cyxoe MOJIOKO JlerKaa H nwineBaa npoM biuiJieHHOCTb, M ocK B a, 1981, cTp GIÁO TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA VÀ THỨC UốNG PHA CHẾ TẬP 1: CỒNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM _ Lê Văn Việt Mẫn t sữ a NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH Khu phố 6, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, TP HCM Sô" Công trường Quốc tế, phường 6, quận 3, TP HCM ĐT: 3823 9172, 3823 9170 Fax: 3823 9172 - Email: vnuhp@vnuhcm.edu.vn *** Chịu trách nhiệm xuất TS HUỲNH BÁ LÂN Tổ chức thảo chịu trách nhiệm tác quyền Hiệu trưởng Trường ĐH Bách khoa - ĐHQG-HCM Biên tập TRẦN VĂN THẮNG Sửa in THÙY DƯƠNG Trình bày bìa VÕ Thỉ hổng In 500 cuốn, khổ 16 X 24 cm SỐ đăng ký KHXB: 191-2010/CXB/66-08/ĐHQG-TPHCM Quyết đinh xuất số: 114/QĐ-ĐHQG-TPHCM ngày 27/4/2010 Nhà Xuất ĐHQG TPHCM In Xưởng in Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM Nộp lưu chiểu thắng năm 2010 ... Asn 14 Thr 15 14 Ser 11 12 S er-P 10 G lu 25 25 17 12 G ln 14 15 22 14 Pro 17 10 35 20 Gly Ala 15 Val 11 14 19 11 Met lie 11 11 10 13 Leu 17 13 22 Tyr 10 12 Phe Lys 14 24 11 His 5 Trp 2 1 Arg... 3.4.7 Sản phẩm sữa bột 3.5 Công nghệ sản xuất sữa lên men 3.5 .1 Giới thiệu chung 3.5.2 Công nghệ sản xuất sữa lên men yaourt 3.5.3 Công nghệ sản xuất sữa lên men kefir 3.6 Công nghệ sản xuất phô... Hydrolase EC: 3 .1. 1 .1 EC: 3 .1. 1.2 EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: EC: 3 .1. 1.3 3 .1. 1.7 3 .1. 1.8 3 .1. 3 .1 3 .1. 3.2 3 .1. 3.5 3 .1. 3.9 3 .1. 4 .1 3 .1. 6 .1 3 .1 3.2 .1. 1 3.2 .1. 2 3.2 .1. 17 EC: EC: EC: