Phần 2 giáo trình thể hiện nội dung chuyên sâu về kỹ thuật chế biến sữa. Mục tiêu chính của chương nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản về kỹ thuật chế biến một số sản phẩm sữa thông dụng, từ đó giúp cho học sinh có thể hiểu được bản chất của các quá trình công nghệ áp dụng trong việc chế biến các sản phẩm từ sữa. Mời các bạn cùng tìm hiểu.
Chương III KỸ THUẬT CHẾ BIẾN SỮA Mục tiêu: Cung cấp kiến thức kỹ thuật chế biến số sản phẩm sữa thơng dụng, từ giúp cho học sinh hiểu đƣợc chất q trình cơng nghệ áp dụng việc chế biến sản phẩm từ sữa Nội dung: Giới thiệu cho học sinh qui trình sản xuất số loại sản phẩm sữa thông dụng, thực hành sản xuất số sản phẩm sữa thiết bị đơn giản, từ nâng cao đƣợc kiến thức kỹ thực hành lĩnh vực chế biến sữa Từ sữa tƣơi ngƣời ta chế biến nhiều loại sản phẩm sữa khác nhau, khoảng 500 loại nhƣng thông dụng sữa uống, sữa cô đặc, sữa bột, sữa chua, bơ, phomat, … Qui trình cơng nghệ chế biến loại có khác nhƣng dựa nguyên tắc chung giữ đƣợc đầy đủ chất dinh dƣỡng, hợp với vị ngƣời tiêu dùng, độ vô trùng cao bảo quản đƣợc lâu dài I KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA UỐNG Sữa trùng 1.1 Khái niệm Là loại sản phẩm có nhiều chất dinh dƣỡng, có đủ chất đạm, mỡ, đƣờng số loại muối khoáng, sinh tố Một kg sữa trùng với tỷ lệ mỡ 3,2% cho 625 kcal Sữa trùng có nhiều loại: loại nguyên chất, loại tiêu chuẩn hố, loại có pha thêm loại thực phẩm khác, …Các loại sữa khác chủ yếu hàm lƣợng chất béo Thông thƣờng công nghiệp ngƣời ta thƣờng sản xuất loại sữa có 3,2% 3,6% chất béo Hình 3.1 Một số sản phẩm sữa tươi trùng 73 Do sữa đƣợc chế biến để uống tƣơi nên cần phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm phải có mùi thơm đặc trƣng Về cảm quan sữa phải chất lỏng đồng nhất, không cặn Nếu sữa khơ pha lại có cặn nhƣng khơng đáng kể Tuyệt đối khơng dùng sữa gia súc bị bệnh, không đƣợc trộn sữa gia súc bị ốm đau với sữa gia súc khoẻ mạnh Không dùng sữa đầu (hai tuần đầu chu kỳ vắt) sữa cuối (15 ngày sau cạn sữa) Một số tiêu hoá học sữa trùng: Tỷ lệ mỡ sữa: > 3,2% Chất khô không mỡ: > 8% < 21 0T Độ chua: Độ giới : Nhóm I Độ vi sinh vật: Nhóm A (đóng chai) Nhóm B (đóng thùng) Việc sản xuất sữa trùng nhiều nƣớc đƣợc tự động hoá dây chuyền thiết bị đại, đáp ứng đƣợc yêu cầu tiêu chuẩn sản phẩm sữa trùng 1.2 Qui trình sản xuất Qui trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng đƣợc thể sơ đồ hình 3.1 Nhận sữa Kiểm tra chất lƣợng Tiêu chuẩn hoá Đồng hoá Làm Thanh trùng Bảo quản Làm lạnh bảo quản Gia nhiệt Làm lạnh Đóng chai Hình 3.2 Sơ đồ qui trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng Nhận sữa kiểm tra chất lượng Sữa tƣơi chuyển từ sở chăn nuôi sở chế biến thùng nhôm xi téc lớn Trong trình vận chuyển cần giữ nhiệt độ không 12 oC 74 độ chua không 20oT Khi chuyển tới sở chế biến cần lấy mẫu để kiểm tra chất lƣợng (chủ yếu kiểm tra tiêu: độ chua, nhiệt độ, tỷ trọng, lƣợng chất béo, lƣợng vi trùng độ sạch) Làm lạnh bảo quản lạnh Nếu sữa chƣa đƣa vào sản xuất cần phải đƣợc bảo quản lạnh thời gian chờ chế biến Nhiệt độ để bảo quản đƣợc trì 6oC cần khuấy tránh tƣợng mỡ Gia nhiệt Làm Gia nhiệt làm q trình khơng thể thiếu đƣợc trình chế biến sữa Mục đích gia nhiệt nhằm giảm độ nhớt tan chảy chất béo khối sữa giúp cho trình ly tâm tách béo tạp chất đƣợc dễ dàng Q trình ly tâm làm có tác dụng tách chất béo khỏi sữa để hiệu chỉnh hàm luợng lipit sản phẩm, tách vi sinh vật, đặc biệt bào tử vi khuẩn chịu nhiệt khỏi sữa, tách tạp chất trạng thái lơ lửng dịch sữa, giai đoạn có tác dụng kéo dài thời gian giữ đƣợc độ tƣơi sữa Để tăng hiệu làm sạch, nên gia nhiệt cho sữa đến nhiệt độ 40oC Giới thiệu thiết bị gia nhiệt: PIETRIBIASI Xuất xứ: ITaly Model: PRERLSC Điện áp: 400V – 50Hz – 8A – 4,5 kw Năm sản xuất: 2010 Bộ trao đổi nhiệt: Tốc độ chạy: 10.000l/h Áp khí nén: bar H H ì Hình 3.3 Thiết bị gia nhiệt 75 Có thể tiến hành làm sữa phƣơng pháp sau đây: - Phƣơng pháp lọc thủ công: Dùng lớp vải mỏng để lọc tách cặn bã có sữa Phƣơng pháp đơn giản dễ thực song chậm thời gian, áp dụng cho sở sản xuất nhỏ - Phƣơng pháp lọc giới: sử dụng máy ly tâm chuyên dùng Phƣơng pháp đảm bảo độ cao, thời gian ngắn, áp dụng cho sở sản xuất lớn Làm lạnh tiêu chuẩn hóa Khi phối trộn xong nhiệt độ dịch sữa thƣờng 20 - 25 oC ta cần làm lạnh xuống nhiệt độ thấp Mục đích hạ nhiệt độ dịch sữa xuống nhiệt độ dƣới 15 oC bơm dịch sữa sau trộn tới làm lạnh để làm lạnh dịch sữa xuống ≤ 15 0C, từ 10 – 150C chứa đệm 2h, từ – 100C chứa đệm 12h Dịch sữa làm lạnh đƣợc chứa bồn đệm để bảo quản chờ kết hóa lý để tiêu chuẩn hóa Cách tiến hành làm lạnh: Dịch sữa sau phối trộn xong đƣợc bơm qua thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống dƣới 15oC Thiết bị làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt khung bản, hoạt động với ngun lý dòng nƣớc lạnh có nhiệt độ – 4oC ngƣợc chiều trao đổi với dòng sữa cần làm lạnh Hình Thiết bị trao đổi nhiệt dạng Tiêu chuẩn hóa q trình điều chỉnh hàm lƣợng chất bán thành phẩm để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm cuối đạt tiêu chuẩn nhà máy công bố Việc tiêu chuẩn hố sữa cơng nghệ sản xuất sữa trùng nhằm mục đích chủ yếu tiêu chuẩn hoá chất béo Cần điều chỉnh cho hàm lƣợng chất 76 béo 3,2%; 3,6%,… Khi tiêu chuẩn hoá sữa, ngƣời ta thêm cream, sữa có hàm lƣợng chất béo thấp sữa thành phẩm dùng sữa gầy (sữa tách chất béo) để giảm hàm lƣợng chất béo sữa thành phẩm cho phù hợp với yêu cầu công nghệ chế biến Việc tiêu chuẩn hố thực máy ly tâm tiêu chuẩn hoá tự động phối trộn Tiêu chuẩn chất lƣợng sữa thành phẩm ( Sữa tƣơi tiệt trùng TH ): Các tiêu STT Tiêu chuẩn Trạng thái Đồng nhất, không tách béo Màu sắc Trắng ngà Cảm quan Mùi vị Hƣơng thơm đặc trƣng, khơng có mùi vị lạ pH 6,6 – 6,8 Thử cồn Đạt (không tủa) Độ acid (0T) 11 – 16 Chỉ tiêu hoá Tỷ trọng 1,044 ± 0,002 lý Hàm lƣợng béo (%) 3,4 ± 0,1 Chất khô (%) 15,2 ± 0,1( tùy loại sản phẩm) Chỉ tiêu vi VSV tổng số sinh (cfu/ml) Không Bảng 3.1 Tiêu chuẩn sữa tươi tiệt trùng TH true milk Bài khí Các chất khí dạng phân tán sữa gây số khó khăn sau trình chế biến sữa: Giảm mức độ hính xác định lƣợng sữa phƣơng pháp thể tích Giảm hiệu hoạt động thiết bị truyền nhiệt Giảm hiệu suất phân riêng thiết bị tách chất béo Giảm mức độ xác dây chuyền tự động chuẩn hố sữa Trong cơng nghệ sản xuất sữa, q trình khí đƣợc thực nhằm mục đích chủ yếu nhằm tách khí phân tán hồ tan khỏi nguyên liệu Theo Campell D (1980), trình khí số hợp chất dễ bay hơi(đặc biệt 77 chất gây mùi không tốt cho sữa) bị tách Tuy nhiên, số hợp chất bay khơng bị q trình khí, thƣờng chất dễ bay hoà tan đƣợc chất béo Thiết bị dạng hình trụ đứng đáy nón với phần đỉnh nón quay lên phía Hình 3.5 Thiết bị khí chân khơng Hình 3.6 Bộ phận làm việc thiết bị khí Bộ phận ngƣng tụ Cửa cho sữa vào Cửa thoát sản phẩm Dƣới nắp thiết bị phận ngƣng tụ đƣợc nối với bơm chân không Đầu tiên sữa đƣợc nâng nhiệt 65 – 68 oC đƣợc bơm vào thiết bị theo phƣơng tiếp tuyến với thiết bị theo cửa Ngƣời ta tạo áp lực chân không thích hợp thiết bị cho sữa thiết bị trạng thái sơi áp suất chân khơng Khi khí dạng phân tán, hoà tan lƣợng nƣớc 78 chất dễ bay ngồi thiết bị Tồn hỗn hợp đƣợc vào phận ngƣng tụ nƣớc số cấu tử đƣợc chuyển sang dạng lỏng rôi chảy xuống thiết bị khí Còn khí khơng ngƣng đƣợc bơm chân khơng hút ngồi Sữa đƣợc khí ngồi qua cửa Thanh trùng Thanh trùng khâu quan trọng, định chất lƣợng thời gian bảo quản sản phẩm Chế độ trùng thƣờng đƣợc sử dụng 72-75oC thời gian vài giây Tuy nhiên sở sản xuất tự lựa chọn cho chế độ trùng thích hợp vào chất lƣợng sữa tƣơi nguyên liệu, điều kiện sản xuất, … chế độ trùng đảm bảo tiêu diệt đƣợc vi khuẩn gây bệnh không làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng sữa Đồng hố Có thể lựa chọn phƣơng án đồng hố phần, đồng hố tồn hay khơng đồng hoá sữa Điều phụ thuộc vào thị hiếu tiêu dùng nƣớc, vào điều kiện cụ thể nhà máy sở tính tốn hiệu kinh tế Mục đích q trình đồng hóa cơng nghệ chế biến sữa làm giảm kích thƣớc cầu mỡ, giúp chúng phân bố sữa từ ổn định đƣợc hệ nhũ tƣơng giúp cho sữa đƣợc đồng nhất, chống lại tách pha dƣới tác dụng trọng lực Nếu hiểu theo nghĩa rộng q trình đồng hóa đƣợc sử dụng với mục đích ổn định hệ huyền phù Cơ sở khoa học q trình đồng hóa hệ nhũ tƣơng bao gồm phƣơng pháp phá vỡ, làm giảm kích thƣớc hạt thuộc pha phân tán phân bố chúng pha liên tục Việc làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt giữ hai pha sức căng bề mặt làm cho hệ nhũ tƣơng ổn định tránh đƣợc tƣợng tách pha Trong thực tế sản xuất, ngƣời ta thƣờng sử dụng chất nhũ hóa q trình đồng hóa, hạt phân tán bị phá vỡ giảm kích thƣớc chất tạo nhũ hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc hai pha, tạo nên màng bảo vệ quanh hạt phân tán giúp hệ nhũ tƣơng đƣợc bền tốc độ sữa tăng đáng kể Rót vơ trùng *Mục đích 79 Cách ly sữa thành phẩm với mơi trƣờng bên ngồi, hạn chế nhiễm tạp chất vi sinh vật xâm nhập trình rót Nhằm hồn thiện sản phẩm Tạo điều kiện thuận lợi cho trình vận chuyển, tiêu thụ sử dụng sản phẩm dễ dàng *Tiến hành Rót hộp đƣợc thực hệ thống tiệt trùng khép kín Ban đầu giấy cuộn đƣợc đƣa qua máy dập code, trƣớc đƣa vào đóng gói phải đƣợc tiệt trùng H2O2 nồng độ 35% 700C hệ thống tia cực tím tần số cao vòng 4s Sau máy tự động rót sản phẩm Sau rót xong máy tự động dán ống hút theo băng tải khu vực đóng gói Máy rót hoạt động theo cấu đong thể tích, thể tích rót 180ml 110ml Tiến hành rót phòng vơ trùng, tồn thiết bị rót bao bì phải vơ trùng Hình 3.7 Thiết bị rót vơ trùng Thời gian làm việc máy rót khơng q 24h Hộp khỏi máy rót đƣợc chạy qua máy gắn ống hút, in date, bao màng co xếp vào hộp cacton Bao gói sản phẩm Giúp cho q trình vận chuyển rễ dàng hơn, hồn thiện sản phẩm 80 Hộp sữa theo băng tải chuyển phận đóng gói để máy đóng thùng để tiến hành xếp block sữa vào thùng caton Thành sản phẩm sản phẩm đƣợc xếp hộp/block; 12 Block/thùng; 40 hộp/thùng; 80 thùng/pallet Sữa sau đƣợc đóng hộp, đóng thùng đƣợc xếp vào pallet vận chuyển đến kho bảo quản Các pallet sữa đƣợc xếp lên giá đỡ cách đất 20 cm, cách tƣờng 50 cm kho bảo quản bảo quản điều kiện thƣờng, nơi khơ thống mát tránh ánh sáng trực tiếp Trên thùng ghi đầy đủ thông số HSD, code giờ, ca sản xuất, tên sản phẩm Với sữa chất lƣợng cao, sản xuất theo quy trình cơng nghệ, sữa trùng bảo quản đƣợc 8-10 ngày 46oC Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT đƣợc bảo quản nhiệt độ thƣờng, thời hạn sử dụng tháng Có thể dùng loại bao bì khác nhau: chai thuỷ tinh, bao bì giấy, túi polyetylen, xitec, … để đựng sữa Dung tích bao gói thƣờng 0,25; 0,5; 1, 0lít Sữa trùng đựng thùng 10-20 lít để phục vụ nơi cơng cộng chứa thiết bị chuyên dùng để phân phối rộng rãi cho ngƣời tiêu dùng Quá trình bao gói thực thiết bị đóng gói chuyên dùng tự động: tạo bao, nạp liệu, ghép kín trang trí bao bì Cấu tạo bao bì hỗn hợp chứa đựng sữa tươi trùng, tiệt trùng: HHình 3.8 Các lớp bao bì hộp giấy 81 Bảo quản lưu kho Sản phẩm đƣợc lƣu kho 5-7 ngày Sản phẩm đƣợc kiểm tra chất lƣợng (đặc biệt tiêu vi sinh vật), đảm bảo an tồn phù hợp tiêu chuẩn, có định xuất kho từ phòng QA sữa đƣợc xuất kho Sữa tiệt trùng Khái niệm Sữa tƣơi tiệt trùng đƣợc xử lý nhiệt độ cao đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật enzim, kể loại chịu nhiệt Thời hạn bảo quản sử dụng sữa nhiệt độ thƣờng kéo dài tới vài tháng Vì vậy, sữa tiệt trùng đƣợc sử dụng rộng rãi ƣu điểm vƣợt trội so với sữa trùng Hình 3.9 Một số sản phẩm sữa tươi tiệt trùng Ngƣời ta thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp tiệt trùng sữa: Tiệt trùng sữa sau đóng chai nhiệt độ khoảng 120oC 20 phút Tiệt trùng sữa nhiệt độ siêu cao (UHT) Sữa đƣợc tiệt trùng nhiệt độ 135 150oC vài giây, sau làm nguội, rót vơ trùng vào bao bì giấy có khả chống ánh sáng khơng khí lọt qua Cả hai phƣơng pháp cho hiệu tiệt trùng nhƣ nhƣng mặt cảm quan có khác biệt rõ rệt Chất lƣợng sữa tiệt trùng phụ thuộc vào độ bền nhiệt độ sữa nguyên liệu Độ bền sữa nhiệt xác định số phƣơng pháp: - Khi cho vào 10 ml sữa từ 0, ml trở lên HCL 0, 1N mà sữa không bị đông tụ 82 d) Theo cấu trúc mát: - Pho mát có lỗ hổng hình tròn (round-eyd texture) đƣợc tạo thành q trình ủ chín CO2; - Pho mát có lỗ hổng hình hạt (granular texture) khơng khí lọt vào hạt mát q trình đổ khn; - Pho mát khơng có 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 khơng có 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 đơng 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 đơng tụ nhanh Khoảng 15 – 40 phút: thuộc nhóm sữa đơng tụ bình thƣờng Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đơng 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 khơng có 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 q 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 thơ, buộc kín xếp bao chồng lên bao whey không tự chảy Nếu hàm lƣợng nƣớc quện sữa cao 80% tiếp tục ép nóng máy Q trình ép phải tiến hành khu vực riêng có nhiệt độ khơng 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 hồn tồn nên dễ làm ơi, 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 tồn khối sữa đơng tụ hồn tồn 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 q trình chín sinh hố 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 khơ (%)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 khơng giống Vì vậy, để tiêu chuẩn hố 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 q trình chín sinh hố 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 khơng 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 tồn khối sữa đơng 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 q 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 Ngồi 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 ngồi 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 khn Phƣơng pháp đòi hỏi lao động nặng nhọc Cách làm thứ hai tháo khoảng 50 – 60% whey đổ khối hạt mát lại vào khn ép chặt thành khn có lỗ nhỏ 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 Thơng 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 q trình chuyển hố 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 khơng khí.…) hàm lƣợng nƣớc mát Sự tạo thành axit bay kết q trình chuyển hố lactoza, chất béo, chất đạm Đóng gói bảo quản Khi mát chín phải bảo quản kho lạnh có nhiệt độ khơng 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 khơng vào q trình cơng nghệ sản xuất nhƣ thiết bị đƣợc lựa chọn sử dụng, có nghĩa hiệu suất trình sản xuất phomat phải đƣợc tính tốn 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 khơ 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 thơng qua thực nghiệm, đặc biệt trƣờng hợp sản xuất loại phomat phải qua khâu tinh luyện Mặt khác hệ số G không ổn định khơng 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 khơ 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 khơ tách béo S có 1kg phomat đƣợc tính theo cơng thức: S E e E er Lƣợng chất khơ tách béo s có kg huyết là: s e eR 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 tốn: 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 hồn ngun sữa pha lại? Qui trình sản xuất sữa cô đặc tiệt trùng sữa cô đặc có đƣờng? Qui trình sản xuất sữa bột ngun 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 q trình chín sinh hố? 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 Xn Thanh Giáo trình cơng 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 hố 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 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 ... sản phẩm sữa cô đặc kể sữa đặc có đƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm (sản xuất kem, bánh kẹo,…) Qui trình sản xuất sữa đặc 2. 1 Qui trình sản xuất sữa đặc tiệt trùng Quy trình. .. trƣng 2. 2 Qui trình sản xuất sữa tiệt trùng Hiện quy trình sản xuất sữa tiệt trùng tiến hành theo hai cách; tiệt trùng lần tiệt trùng hai lần: 2. 2.1 Sữa tiệt trùng lần Theo phƣơng pháp sữa qua... lƣợng mẻ 2. 2 Qui trình sản xuất sữa đặc có đường Qui trình sản xuất sữa đặc có đƣờng tƣơng tự nhƣ sữa cô đặc tiệt trùng Dƣới giới thiệu số đặc điểm riêng biệt qui trình sản xuất Hình 2. 23 Sơ đồ