- Gia nhiệt sơ bộ:
+Mục đích: Nhằm nâng nhiệt độ của hỗn hợp lên để tăng hiệu quả cho quá trình đồng hóa, đồng thời tiêu diệt được một phần vi sinh vật.
+Cách tiến hành: Dịch siro sau khi trộn – hòa tan sẽ được gia nhiệt lên 60 – 650C, trong q trình gia nhiệt có thể vớt bớt bọt khí, làm tăng hiệu quả cho q trình đồng hóa tiếp theo.
- Đồng hóa:
+Mục đích: Làm cho dịch siro được phân bố đồng đều trong hỗn hợp.
+Cách tiến hành: Tại thiết bị đồng hóa, dịch siro sẽ được gia tăng áp suất lên 160bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hóa.
+Thiết bị: Sử dụng máy đồng hóa 2 cấp.
- Thanh trùng:
+ Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản.
+ Cách tiến hành: Dịch siro được thanh trùng ở 900C trong vòng 5 phút. + Thiết bị: Sử dụng nồi hấp thanh trùng.
Hình 5.8. Nồi hấp thanh trùng
- Làm lạnh:
+ Mục đích: Giúp ổn định cấu trúc dịch siro
+ Cách tiến hành: Dịch siro sau khi thanh trùng được làm lạnh xuống 50C.
Sản xuất dịch men
- Trộn – Hịa tan:
+ Mục đích: Tạo thành dung dịch sữa đồng nhất, đồng thời hoàn nguyên sữa cho sữa trở lại trạng thái ban đầu như sữa tươi.
+ Cách tiến hành: Sữa tươi không đường được nâng nhiệt lên 45 – 500C trong nồi, thêm vào sữa đặc và trộn đều dịch sữa lên. Sau khi trộn xong, để nguội 20 phút để tách bọt. + Thiết bị: Sử dụng bồn phối trộn có cánh khuấy.
+ Mục đích: Nâng nhiệt độ của hỗn hợp dịch sữa để làm tăng hiệu quả cho q trình đồng hóa tiếp theo.
+ Cách tiến hành: Dịch sữa sau khi trộn – hòa tan sẽ được loại bỏ tạp chất bằng cách lọc sơ bộ rồi được gia nhiệt lên 65 – 700C, có thể vớt bớt bọt khí để làm tăng hiệu quả cho q trình đồng hóa tiếp theo.
- Đồng hóa:
+ Mục đích: Giảm kích thước các hạt cầu béo, làm cho dịch sữa trở nên đồng nhất và phân bố đều, tránh hiện tượng tách lớp.
+ Cách tiến hành: Tại thiết bị đồng hóa, dịch sữa sẽ được gia tăng áp suất lên 160 – 200bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hóa.
+ Thiết bị: Sử dụng thiết bị đồng hóa 1 cấp. - Thanh trùng:
+ Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản.
+ Cách tiến hành: Dịch sữa được thanh trùng ở 900C trong vòng 5 phút. + Thiết bị: Sử dụng nồi hấp tiệt trùng.
- Làm nguội:
+ Mục đích: Làm cho protein trương nở, tăng hiệu quả cho quá trình lên men tiếp theo. + Cách tiến hành: Dịch sữa sau khi thanh trùng được làm nguội xuống 450C.
- Lên men:
+ Mục đích: Tạo hương vị và cấu trúc cho sản phẩm sữa lên men.
+ Cách tiến hành: Cho men giống vào nồi đã có dịch sữa 450C, tiếp tục khuấy đều trong khoảng 10 phút. Sau khi khuấy đều, đem đi ủ trong khoảng 5 – 7 giờ, khi đo pH của dịch men giảm xuống 4,0 – 4,1 thì ngưng ủ.
Hình 5.9. Nồi lên men sữa chua
- Làm lạnh:
+ Mục đích: Ổn định cấu trúc dịch sữa và ức chế quá trình lên men.
+ Cách tiến hành: Sau khi ngưng ủ, sữa chua được khuấy trong khoảng 2 - 3 phút và đưa đi làm lạnh xuống 150C, để riêng và sẽ được phối trộn với dịch siro.
Sản xuất sữa chua uống
- Trộn dịch men và dịch siro:
+ Mục đích: Hồn thiện sản phẩm, nâng cao giá trị cho sản phẩm có hương vị hài hòa. + Cách tiến hành: Dịch men sữa chua uống sau khi đạt pH theo yêu cầu sẽ được làm lạnh và trộn đều với dịch siro trong vòng 10 phút, thu được dịch sữa chua uống.
+ Thiết bị: Sử dụng thiết bị phối trộn có cánh khuấy. - Đồng hóa:
+ Mục đích: Giúp cho dịch sữa chua uống được đồng nhất, tránh hiện tượng tách lớp. + Cách tiến hành: Dịch sữa chua uống sẽ được đưa đi đồng hóa với áp suất 200bar – 50bar ở nhiệt độ < 350C.
- Tiệt trùng:
+ Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật gây hại, tăng thời gian bảo quản sản phẩm. + Cách tiến hành: Tiệt trùng ở nhiệt độ 1100C – 1200C trong 5 phút.
+ Thiết bị: Sử dụng nồi hấp tiệt trùng.
Hình 5.10. Nồi hấp tiệt trùng
- Làm nguội:
+ Mục đích: Chuẩn bị cho cơng đoạn rót hộp tiếp theo.
+ Cách tiến hành: Sữa chua uống sau khi được tiệt trùng được làm nguội xuống 200C. - Rót chai:
+ Mục đích: Hồn thiện sản phẩm.
+ Cách tiến hành: Rót chai ở nhiệt độ 200C trong hệ thống kín, vơ trùng.
Sản phẩm sữa chua uống đóng hộp có thể bảo quản ở nhiệt độ thường từ 4 – 6 tháng.
Phương án 2: Phối trộn trước đồng hóa
- Trộn-Hịa tan: Sữa tươi khơng đường được nâng nhiệt lên 45 – 500C trong nồi, thêm vào sữa đặc, đường, dịch siro và trộn đều dịch sữa lên. Sau khi trộn xong, để nguội 20 phút để tách bọt.
- Sau đó tiến hành lên men như phương án 1
- Sau lên men tiến hành tiệt trùng, làm lạnh và rót hộp.
Phương án 3: Phối trộn sau đồng hóa
-Tiến hành các quá trình lên men giống như phương án 1, nhưng trước khi cho men giống vào lên men, ta phối trộn với dịch siro vào và tiến hành lên men.
-Sau khi lên men thực hiện giống như phương án 2.
5.3.3. Tính khả quan của các phương án nghiên cứu
Bảng 5.1. Ưu nhược điểm của các phương án nghiên cứuPhương án nghiên Phương án nghiên
cứu
Ưu điểm Nhược điểm
1. Phối trộn sau lên men
- Dâu tằm đã được qua chế biến thành mứt dâu tằm cô đặc.
- Phối trộn dịch siro dâu tằm sau quá trình lên men sẽ kiểm soát được chất lượng của sản phẩm do dịch dâu tằm không bị biến đổi sau quá trình lên men, kéo dài thời gian bảo quản.
- Sau quá trình phối trộn, hỗn hợp được đồng hóa tạo hỗn hợp đồng nhất, khơng tách lớp tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.
- Tốn nhiều thời gian và chi phí do tiến hành nhiều q trình.
- Thời gian và chi phí sản xuất thấp nhất trong ba phương án, do dâu tằm khơng qua q trình chế biến mà phối trộn cùng lúc với nguyên liệu sữa để tiến hành lên men.
- Giảm giá trị cảm quan của sản phẩm do sử dụng trực tiếp mứt dâu tằm mà khơng qua q trình chế biến thành dịch siro.
2. Phối trộn trước đồng hóa
- Sản phẩm đồng nhất, không bị tách lớp do q trình đồng hóa tiến hành sau quá trình phối trộn.
- Sau quá trình lên men mứt dâu tằm sẽ bị biến đổi một số thành phần ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và giảm thời gian bảo quản.
- Giảm hiệu suất làm việc của các thiết bị, máy móc do cùng lúc xử lý nhiều nguyên liệu.
3. Phối trộn sau đồng hóa
- Rút ngắn thời gian và chi phí sản xuất hơn so với phương án nghiên cứu 1, do khơng có q trình đồng hóa sau lên men.
- Mứt dâu tằm được chế biến thành dịch siro làm tăng mùi vị của sản phẩm.
- Sản phẩm dễ bị tách lớp do khơng có q trình đồng hóa sau phối trộn dịch siro với hỗn hợp sữa, giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. - Dịch siro dễ bị biến đổi các thành phần do qua quá trình lên men, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Qua kết quả phân tích, phương án nghiên cứu 1 đáp ứng được yêu cầu sản phẩm sữa chua đầu ra, kiểm soát được các chỉ tiêu vi sinh, kéo dài thời gian bảo quản, sản phẩm đạt được giá trị cảm quan cao. Mặc khác, nhược điểm của phương án nghiên cứu là tốn nhiều thời gian và chi phí sản xuất có thể khắc phục được và khơng đáng kể so với ưu điểm mà phương án mang lại.
5.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm dự kiến
÷÷
5.5. Thiết kế thí nghiệm
Khảo sát về các thành phần hóa lý của ngun liệu sữa chua
Khảo sát loại nguyên liệu sữa tươi
Khảo sát cách xử lý nguyên liệu dâu tằm
Nhiệt độ gia nhiệt Khảo sát tỷ lệ dâu tằm
Nhiệt độ đồng hóa
Khảo sát q trình gia nhiệt sơ bộ
Nhiệt độ gia nhiệt Khảo sát q trình đồng hóa
Nhiệt độ thanh trùng Áp suất đồng hóa
Khảo sát quá trình thanh trùng
Nhiệt độ lên men Thời gian thanh trùng
Khảo sát quá trình lên men
Nhiệt độ phối trộn Thời gian lên men
Khảo sát quá trình phối trộn
Tỷ lệ phối trộn Nhiệt độ tiệt trùng
Thời gian tiệt trùng
Khảo sát về quá trình tiệt trùng
Đánh giá chất lượng sản phẩm
Đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng về sản phẩm
5.5.1. Khảo sát về thời gian và nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ đối với quy trình sản xuất sữavà dịch men và dịch men
Bảng 5.2. Ma trận thí nghiệm khảo sát q trình gia nhiệt sơ bộ Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút)
50 5 50 10 50 15 60 5 60 10 60 15 70 5 70 10 70 15
5.5.2. Khảo sát về nhiệt độ và áp suất trong q trình đồng hóa
Bảng 5.3. Ma trận thí nghiệm khảo sát q trình đồng hóaÁp suất (bar) Nhiệt độ (oC) Áp suất (bar) Nhiệt độ (oC)
150 55 150 65 175 45 175 55 175 65 200 45 200 55 200 65
5.5.3. Khảo sát về nhiệt độ và thời gian của q trình thanh trùng
Bảng 5.4. Ma trận thí nghiệm khảo sát về quá trình thanh trùng Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút)
90 5
90 15 100 5 100 10 100 5 110 10 110 15
5.5.4. Khảo sát về thời gian và nhiệt độ lên men
Bảng 5.5. Ma trận thí nghiệm khảo sát về q trình lên men Nhiệt độ (oC) Thời gian (h)
40 6 40 8 40 10 45 6 45 8 45 10
50 6
50 8
50 10
5.5.5. Khảo sát về nhiệt độ và thời gian của quá trình tiệt trùngBảng 5.6. Ma trận thí nghiệm của q trình tiệt trùng Bảng 5.6. Ma trận thí nghiệm của q trình tiệt trùng
Nhiệt độ (oC) Thời gian (giây)
100 5 100 6 100 7 110 5 110 6 110 7 120 5 120 6 120 7
5.5.6. Khảo sát nguyên liệu sữa
Mục đích: Chọn ra nguyên liệu sữa để sản phẩm có mùi vị tốt nhất. Bảng 5.7. Bố trí thí nghiệm khảo sát loại ngun liệu sữa Thí
nghiệm
Ngun liệu sữa Thơng số cố định
1 Sữa tươi tiệt trùng - Tỷ lệ sữa nguyên liệu: 25% - Tỷ lệ sữa đặc: 15%
- Tỷ lệ nước ấm: 40%
- Tỷ lệ dịch siro dâu tằm: 10% - Tỷ lệ men cái:10%
2 Sữa nguyên kem
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần
- Hàm mục tiêu: Loại nguyên liệu sữa ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm nên hàm mục tiêu
của khảo sát này là tìm ra loại nguyên liệu sữa để sản phẩm đạt mùi vị tốt nhất. - Phương pháp phân tích: Đánh giá cảm quan (phép thử ưu tiên cặp đôi).
5.5.7. Khảo sát cách chế biến nguyên liệu dâu tằm
Mục đích: Chọn ra cách xử lý dâu tằm để sản phẩm đạt cấu trúc và mùi vị tốt nhất.
Bố trí thí nghiệm xử lý dâu tằm dạng cắt nhỏ và dạng dịch siro được trình bày trong bảng sau:
Bảng 5.8. Bố trí thí nghiệm khảo sát cách xử lý nguyên liệu dâu tằm Thí
nghiệm
Cách xử lý dâu tằm
1 Dịch siro -Tỷ lệ sữa nguyên liệu: 25% -Tỷ lệ sữa đặc: 15% -Tỷ lệ nước ấm: 40% -Tỷ lệ dịch siro dâu tằm: 10% -Tỷ lệ men cái: 10% 2 Dâu tằm cắt nhỏ
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần
- Hàm mục tiêu: Cách chế biến nguyên liệu dâu tằm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm như mùi vị, cấu trúc, thời gian bảo quản, nên hàm mục tiêu của khảo sát là tìm ra cách xử lý nguyên liệu dâu tằm để sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất.
- Phương pháp phân tích: Đánh giá cảm quan (phép thử ưu tiên cặp đôi).
5.5.8. Khảo sát tỷ lệ dâu tằm so với tổng thể tích sản phẩm
Mục đích: Chọn tỷ lệ nguyên liệu dâu tằm vào hỗn hợp sữa phù hợp để sản phẩm đạt
được hương vị tốt nhất, tỷ lệ dâu tằm không lấn áp mùi vị sữa chua đồng thời vẫn giữ được hương vị đặc trưng.
Bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ dâu tằm/hỗn hợp sữa được thể hiện ở bảng sau.
Bảng 5.9. Bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ dâu tằm so với thể tích sữa hỗn hợp Thí
nghiệm
Tỷ lệ dâu tằm (g/ml)
Thơng số thay đổi Thông số cố dịnh
1 0,03:1 Tỷ lệ nước sữa tươi: 32% - Tỷ lệ sữa đặc: 15% - Tỷ lệ nước ấm: 40% - Tỷ lệ men cái: 10% 2 0,06:1 Tỷ lệ sữa tươi: 29%
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần
- Hàm mục tiêu: Tỷ lệ dâu tằm ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của sản phẩm nên hàm mục tiêu là tỷ lệ dâu tằm phụ hợp để sản phẩm đạt được giá trị cảm quan tốt nhất.
- Phương pháp phân tích: Đánh giá cảm quan (so hàng thị hiếu).
5.5.9. Khảo sát thời gian lên men sữa chua
Mục đích: Chọn được thời gian lên men sữa chua phù hợp nhất để tạo ra một sản phẩm
có độ chua vừa phải, và đạt được cấu trúc như mong muốn.
Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian lên men sữa chua thể hiện ở bảng sau.
Bảng 5.10. Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian lên men sữa chua Thí nghiệm Thời gian lên men (h) Thông số cố định
1 6 -Tỷ lệ sữa nguyên liệu: 25%
-Tỷ lệ sữa đặc: 15% -Tỷ lệ nước ấm: 40% -Tỷ lệ dịch siro dâu tằm: 10% -Tỷ lệ men cái:10% 2 8 3 10
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần
- Hàm mục tiêu: Thời gian lên men ảnh hưởng đến độ chua, cấu trúc và thời gian bảo quan nên hàm mục tiêu của khảo sát là tìm ra thời gian lên men để tạo ra sản phẩm đạt được mùi vị đặc trưng và cấu trúc tốt nhất.
- Phương pháp phân tích: Đánh giá cảm quan ( so hàng thị hiếu).
5.6.1. Phương pháp phân tích hóa lýa) Xác định tổng chất khô a) Xác định tổng chất khô
Xác định hàm lượng chất khô tổng số (phương pháp chuẩn) của sữa chua theo TCVN 8176:2009[17] (phụ lục 1)
b) Xác định hàm lượng axit
Xác định độ axit chuẩn độ (phương pháp điện thế) của sữa chua theo TCVN 6509 : 1999[18]. (phụ lục 2)
c) Xác định hàm lượng chất béo
Xác định hàm lượng chất béo (phương pháp đo chất béo) của sữa và các sản phẩm sữa theo TCVN 7083:2002[19] (phụ lục 3)
5.5.2. Phương pháp phân tích vi sinh
a) Xác định tổng số vi khuẩn hiếu
Xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí trong sữa chua theo TCVN 5165 : 1990[20] (phụ lục 4)
b) Xác định tổng số nấm men nấm mốc
Xác định tổng số nấm men nấm mốc theo trong sữa chua TCVN 6265 : 1997[21] (phụ lục 5)
c) Định lượng E.Coli giả định
Định lượng E.Coli giả định trong sữa chua theo TCVN 6505-1:1999[22]. (phụ lục 6)
5.7. Phương pháp đánh giá cảm quan
Phương pháp xử lý số liệu: Xử lý số liệu bằng Excel.
5.7.1. Phép thử cặp đơi ưu tiênMục đích Mục đích
Ngun tắc
Hai mẫu đã mã hóa được phục vụ đồng thời. Người thử có nhiệm vụ chọn ra mẫu nào được ưa thích hơn về mặt thị hiếu (mức độ yêu thích, mức độ ấn tượng, khả năng chấp nhận sử dụng...) .
Cách tiến hành
Mẫu thử: Mẫu được trình bày ở 2 dạng A và B.
Người thử: Hội đồng thử mẫu gồm 40 người, cân bằng số lượng người thử ở mỗi lần thử.
Phiếu đánh giá
5.7.2. Phép thử cho điểm thị hiếu
Mục đích: Xác định mức dộ ưa thích hay khả năng chấp nhận của người tiêu dùng với
sản phẩm được đánh giá.
Nguyên tắc: Mẫu sản phẩm cần đánh giá được mang ra cho người thử, người thử có
nhiệm vụ cho điểm từ 1 đến 5 tăng dần theo mức độ ưa thích, mức dộ ấn tượng và khả năng chấp nhận của người thử đối với sản phẩm.
Cách tiến hành:
Mẫu thử: Chỉ 1 mẫu sữa chua uống vị dâu tằm hoàn thiện.