2.3 Quy trình sản xuất bơ
2.3.1 Quy trình sản xuất
Nguyên liệu
Chất lượng của bơ phụ thuộc vào chất lượng của sữa và cream đầu vào, chỉ nguyên liệu tốt mới mang lại bơ có chất lượng cao. Ta có các thơng số cơ bản để phân loại cream như sau:
STT Chỉ tiêu Cream
Loại I Loại II
1 Mùi vị Thơm mát, hồn
tồn khơng có vị lạ Có thể có mùi vịlạ 2 Trạng thái Đồng nhất, khơng có bơ vón cục Đồng nhất, cóthể có cục vón của bơ 3 Độ chua, oT (32-37% chất béo) 14 17
4 Độ bền với nhiệt độ Protein không đông tụ dưới dạng hạt lớn vón
Có thể có lởn vởn của protein bị đông tụ
5 Vi sinh vật tổng số, thời gian
mất màu Trên 3h Dưới 3h
Quá trình kiểm tra nguyên liệu được thực hiện bằng các phương pháp đánh giá chất lượng thực phẩm theo TCVN
Thanh trùng cream
Cơng đoạn thanh trùng nhằm mục đích tiêu diệt hết vi trùng và phá hủy men lipase, tránh hiện tượng ôi khét sau này, làm giảm giá trị cảm quan của thành phẩm
Công đoạn được thực hiện nhờ việc đưa cream vào thiết bị thanh trùng kiểu khung bản, nhiệt độ thanh trùng nằm trong khoảng từ 92-96 độ C, thông thường đối với bơ ngọt và bơ chua, nhiệt độ được lựa chọn là 95 độ C. Nhiệt độ thanh trùng phảu phù hợp với độ chua vì độ chua cao sẽ gây ra sự quện đặc khi thanh trùng.
Khi thanh trùng, pha chất béo thay đổi đáng kể. Khi nhiệt độ thanh trùng càng cao, thời gian thanh trùng càng dài thì biến đổi xảy ra càng sâu sắc.
Làm lạnh và ủ chín cream
Cơng đoạn làm lạnh và ủ chín nhằm mục đích làm rắn lượng chất béo trong cream để thu được bơ. Sau khi thanh trùng, toàn bộ lượng chất béo trong cream chuyển thành dạng lỏng.
Sau quá trình này, mỡ sữa rắn chắc lại.
Để làm lạnh và ủ chín cream, mỡ sữa được đặt trong mơi trường ổn nhiệt có nhiệt độ 4-5 độ C vào mùa hè và 5-7 độ C vào mùa đông, riêng đối với mùa đơng thì giữ ở nhiệt độ này 2-3h và đảo trộn 2-3 lần mỗi lần 10-15p, sau đó dùng nước nóng nâng lên 16 độ C và hạ xuống 11-14 độ C trước khi đảo trộn.
Nhờ có q trình đảo trộn mà các hạt bơ được tạo ra, hình thành hình thái đặc trưng của bơ. Dù phương pháp li tâm có thể tách nước ra khỏi cream để thu được hàm lượng chất béo cao ngang với hàm lượng chất béo trong bơ (82-84%) nhưng vẫn khơng thể hình thành các liên kết giữa các cầu mỡ.
Biến đổi xảy ra trong quá trình đảo trộn là các cầu mỡ được liên kết lại, từ đó tạo thành các hạt bơ có kích thước từ 3-4mm.
Công đoạn đảo trộn sử dụng thiết bị khuấy trộn chuyên dụng. Nhiệt độ đảo trộn đối với cream 37% chất béo là 8-10 độ C vào mùa hè và 10-14 độ C vào mùa đơng, tiến hành q trình trong 50-60 phút. Cơng đoạn được coi là đạt yêu cầu khi kích thước hạt chất béo tạo thành khi kết thúc quá trình là là 3-4 mm.
Rửa hạt bơ
Mục đích của cơng đoạn rửa hạt bơ là giảm lượng nước và các tạp chất cịn chứa trong cream chưa thốt hết sau khi đảo trộn.
Biến đổicủa quá trình là nước và các tạp chất tách ra khỏi khối bơ.
Công đoạn này diễn ra trong máy rửa hạt bơ, ta sử dụng nước sạch ở nhiệt độ bằng hoặc dưới 2 độ C. Lượng nước thêm vào bằng 50-60% so với lượng cream, hỗn hợp được quay 5-6 vịng sau đó thốt nước đi, lặp lại 2-3 lần.
Trộn muối (đối với bơ mặn)
Mục đích của việc trộn muối là làm tăng độ cứng và độ bền của bơ, tạo vị mặn, ngồi ra cịn tăng áp suất thẩm thấu và ức chế tiêu diệt các loại vi sinh vật.
Thực hiện bằng cách phối trội khối hạt bơ với hàm lượng muối 1-1,5%, có thể sử dụng muối khô và nước muối. Nhiệt độ giữ bằng nhiệt độ của bơ, quay nhẹ 4-5 vòng vào tháo hết.
Xử lý hạt bơ
Mục đích của cơng đoạn xử lý là thu nhận khối bơ mịn, có hình thái tốt, hàm lượng nước ổn định và các hạt nước phân bố đồng đều trong hỗn hợp.
Qua quá trình này, các hạt bơ rời rạc chuyển thành khối bơ mịn theo 3 giai đoạn. Ở giai đoạn 1, từ từ kết hợp các hạt bơ thành một khối mịn, loại trừ nước bề mặt và nước phân bố đều trong khối bơ. Đồng thời vừa ép bớt nước lại là quá trình thấm nước, ngồi ra cần đạp những hạt nước to thành các hạt nước nhỏ hơn. Cuối cùng, lượng nước trong bơ tăng lên nhờ nước cịn sót lại trong thành thiết bị, hầu hết nước đều thấm được vào bơ, quá trình phân chia các hạt nước xảy ra mạnh mẽ.
Đóng gói
Mục đích của cơng đoạn là ngăn sự tiếp xúc giữa bơ và các nguy cơ mất an toàn vệ sinh thực phẩm từ bên ngoài như bụi bẩn, vi sinh vật, các tác động cơ học, ngăn cản sự bay hơi nước để kéo dài thời gian bảo quản và sử dụng.
Bơ được đóng gói thành gói nhỏ hoặc khối lớn tùy theo nhu cầu sử dụng.
Bảo quản
Mục đích của cơng đoạn nhằm kéo dài thời gian sản phẩm giữ được các chỉ tiêu cảm quan và sinh hóa ở mức chấp nhận được, từ đó có khoảng thời gian lâu hơn để vận chuyển, phân phối và sử dụng.
Ngay sau khi vừa được chế biến xong, bơ được đưa vào phòng lạnh từ -4 đến -6 độ C.
2.3.2 Ứng dụng của công nghệ lạnh đơng
Qua quy trình sản xuất, ta dễ dàng nhận thấy công nghệ lạnh được ứng dụng ở khâu làm lạnh ủ chín vật lý và bảo quản.
Khi làm lạnh cream, các loại glyceride khác nhau sẽ lần lượt đông đặc dựa trên nhiệt độ đông đặc riêng của chúng. Nhiệt độ đông đặc của mỡ sữa nằm ở 18-
23 độ C. Khi làm lạnh chậm, cùng một loại mỡ sữa sẽ có nhiều điểm đơng đặc, thường gặp là 20-23, 4-6, 11-14, 3-5 độ C. Cường độ làm lạnh tác động đến hình dáng và kích thước của chất béo. Làm lạnh nhanh mỡ sữa tới nhiệt độ thấp thì tính ổn định của tinh thể chất béo tăng, ngược lại đối với làm lạnh chậm. Trong quá trình làm lạnh các tác động cơ học như đảo trộn khuấy sẽ làm nhanh chóng chuyển các glyceride sang trạng thái bền vững hơn. Nhiệt độ, thời gian ủ chín và tác động cơ học lên cream lạnh tác động lên quá trình chuyển glyceride sang trạng thái tinh thể, nhiệt độ càng thấp thì quá trình tinh thể hóa càng nhanh. Ở nhiệt độ ủ chín xác định thì theo thời giản sẽ xảy ra cân bằng giữa dạng lỏng và đặc, khi đã đạt được cân bằng này rồi thì nâng thời gian ủ chín cũng khơng cịn ý nghĩa. Làm lạnh nhanh mỡ sữa tới nhiệt độ thấp cũng có tác dụng thúc đẩy nhanh tới sự cân bằng và giảm thời gian ủ vật lý.
Thiết bị làm lạnh bơ trong dây chuyền
Đối với bảo quản, ngay sau khi chế biến xong, bơ được bảo quản ở nhiệt độ không quá -4--6 độ C. Nếu sử dụng phương pháp lạnh đông, nhiệt độ bảo quản sẽ là -18-20 độ C. Do có cấu trúc đặc biệt nên bơ chịu được nhiệt độ quá lạnh thấp. Để cho ra sản phẩm có chất lượng tốt và giữ được thời gian lâu dài nhất, quá trình đưa đi lạnh đông nhanh phải thực hiện càng sớ càng tốt. Nhiệt độ này phải được giữ ổn định nếu không sẽ làm giảm chất lượng của bơ. Sự chuyển thành màu vàng trên lớp bề mặt bơ hoặc xuất hiện các đốm màu do các vi khuẩn gây thối và nấm, mốc gây nên. Nếu bảo quản không tốt dưới tác dụng của ánh sáng thì acid oleic cịn bị oxy hóa thành oxystteric gây mùi khó chịu, nếu có mặt kim loại như Pb, Fe, Mn, Cu thì các phản ứng xảy ra còn nhanh hơn. Đối với bảo quản lạnh thường, bơ cịn bị biến đổi sinh vị đắng do q trình oxy hóa của các chất béo tự do tạo ra các chất mới có chứa gốc ketone, andehyde, ether, rượu. Đơi khi lecithin vị phân hủy tạo ra trimethylamin sao đó thành oxide triaminoacid kết hợp với acid béo không no tạo thành mùi tanh của cá. Tốt nhất, bơ nên được đưa đi bảo quản lạnh đông nhanh ở -20 độ C ngay sau khi chế biến.
Kho lạnh bảo quản bơ
2.4 Quy trình sản xuất sữa cơ đặc
Cơ đặc sữa để giảm bớt lượng nước (tăng lượng chất khơ). Có thể cơ đặc ở áp suất thường hoặc trong nồi cơ chân khơng.
Cơ đặc trong nồi thường thì sản phẩm ln tiếp xúc với khơng khí nên dễ bị nhiễm bẩn. Các vitamin và chất béo bị phân hủy, sản phẩm bị biến tính, đặc sệt, màu vàng sẫm, có mùi nấu.
Cơ đặc trong nồi chân không thường khắc phục được các nhược điểm trên. Vì thời gian cơ đặc ngắn, nhiệt độ thấp do đó sản phẩm có chất lượng và màu sắc tốt.
Sữa cô đặc tiệt trùng bao gồm sữa cơ đặc có đường và khơng đường.
2.4.1 Sữa cơ đặc khơng đường
Thuyết minh quy trình:
Hai tiêu chuẩn quan trọng nhất là hàm lượng chất béo và chất khô, tuy vào loại sản phẩm mà yêu cầu 2 tiêu chuẩn này khác nhau nhưng phổ biến nhất là 8% chất béo và 18% chất khơ khơng mỡ.
Qúa trình tiêu chuẩn hóa thực hiện trên hệ thống các thiết bị ly tâm và phối trộn điều khiển tự động. Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp, ta sẽ bổ sung thêm cream. Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo cao, ta có thể bổ sung sữa gầy hoặc sử dùng quá trình ly tâm để tách bớt chất béo ra khỏi sữa gầy.
Xử lý nhiệt:
Trước khi tiệt trùng, sữa đã tiêu chuẩn hóa phải qua xử lý nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật và tăng độ bền của sữa.
Thường sữa được xử lý ở 100-120oC từ 1-3 phút. Trong thời gian này phần lớn protein bị biến tính, các muối canxi kết tủa. Sự biến tính này có lợi cho chất lượng thành phẩm do nó làm ổn định thành phần protein trong sữa khi tiệt trùng ở giai đoạn sau, protein khơng bị vón, đơng tụ.
Cơ đặc:
Sau khi xử lý nhiệt, sữa được bơm vào thiết bị cô đặc (thường là loại nhiều nồi, sữa chảy theo màng mỏng). Sữa đi qua các ống được đun nóng bằng hơi và sơi ở 50-60oC. Nước bốc hơi và độ khô của sữa tăng lên.
Cô đặc sữa gầy kết thúc khi tỷ trọng đạt 1,09-1,10 g/cm3 ở 50-60oC tương ứng với độ khơ 37-38%. Cịn với sữa ngun điểm kết thúc khi tỷ trọng đạt 1,077-1,090 g/cm3 ở 50-60oC tương đương độ khô 37-38%. Để có 1kg sữa cơ đặc 8% chất béo, 18% chất khơ khơng mỡ cần 2,1kg sữa ngun liệu có hàm lượng chất béo là 3,8% và chất khô không mỡ là 8,55%.
Đồng hóa: Áp suất đồng hóa 125-250 bar. Đồng hóa nhằm giảm kích
thước cầu mỡ, làm mất khả năng nổi lên, tránh hiện tượng các cầu mỡ tập trung trở lại khi tiệt trùng.
Làm lạnh: Sữa cô đặc được làm lạnh đến 14oC và rót. Nếu chưa rót ngay thì cần làm lạnh đến 5-8oC và bảo quản. Người ta có thể thêm chất ổn định để tăng độ bền với nhiệt độ cho sữa cô đặc (dinatri hoặc trinatri phosphate) và vitamin để tăng giá trị dinh dưỡng.
Tiệt trùng: Tiến hành tiệt trùng 110-120oC trong 15-20 phút.
Các hộp sữa được đưa vào tháp, nồi tiệt trùng mà trong đó các hộp được ln luôn chuyển động, đảo. Bất cứ protein nào bị kết tủa trong q trình xử lý nhiệt đều bị hịa tan trong sữa. Do tác động của nhiệt độ cao trong thời gian dài nên phản ứng Maillard đã xảy ra kết quả làm cho sản phẩm màu nâu nhạt.
Có thể sử dụng UHT để tiệt trùng sữa cơ đặc. Trong trường hợp đó, sau khi sữa được làm nguội, bổ sung thêm chất ổn định, sữa sẽ được bơm và tiệt trùng ở 140oC trong 4s, làm nguội, rót vơ trùng và bảo quản.
Bảo quản: Ở 0-15oC có thể bảo quản rất lâu. Nếu nhiệt độ bảo quản cao quá, sữa sẽ bị biến màu, trở nên nâu sẫm. Nếu nhiệt độ quá thấp, protein sẽ bị kết tủa.
2.4.2 Sữa cơ đặc có đường
Quy trình sản xuất:
Thuyết minh quy trình:
Thanh trùng:
Trước khi đi vào cô đặc, sữa nguyên liệu cần được thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật, enzyme tránh hư hỏng sữa và ổn định các hợp phần của protein.
Thanh trùng ở 90oC trong 10 phút nếu muốn sản phẩm có độ nhớt cao và ở 116oC trong 30s nếu muốn sản phẩm có độ nhớt thấp.
Hàm lượng đường 62,5% đủ để tạo áp suất thẩm thấu tốt, khống chế sự phát triển của vi khuẩn.
Thơng thường có 2 cách cho đường:
- Dùng đường khô cho vào trước khi thanh trùng
- Dùng đường dạng siro cho vào trong q trình cơ đặc sữa
Người ta nhận thấy rằng, nếu dùng cách 1 thì sữa sẽ trở nên rất quánh (độ nhớt cao) khi bảo quản.
Cô đặc:
Đối với loại sữa cơ đặc có đường có thể cơ đặc ở 50-60oC nếu dùng nồi cô chân không một nồi hoặc ở 70-75oC ở nồi 1 và 50-60oC ở nồi 2 nếu dùng thiết bị cô đặc 2 nồi.
Trong thiết bị cô đặc chân không 1 nồi, sữa được cô đặc tới độ khô 35- 40% rồi cho siro vào. Đối với thiết bị chân khơng hai nồi thì việc trộn đường vào
sữa có thể làm theo nhiều cách hoặc pha ½ lượng siro vào sữa rồi cơ, khi gần kết thúc thì cho tiếp nửa siro còn lại, hoặc cho hết đường vào sữa rồi mới cô.
Chuẩn bị siro: đường dùng chế biến phải tinh khiết, khô, tỷ lệ sacaroza đạt 99,75%, độ ẩm khơng q 0,14%.
Lượng đường kính cho vào sữa tính bằng:
Trong đó:
Nồng độ đường của siro khoảng 60-65% là tốt nhất, đảm bảo sự tuần hoàn hỗn hợp đường sữa.
Đồng hóa: Sữa được đồng hóa ngay sau khi cơ đặc ở 100 bar
Làm lạnh kết tinh:
Sữa sau khi cô đặc đạt độ khô cần thiết, người ta hạ nhiệt độ sản phẩm xuống 30oC, bổ sung mầm kết tinh, khuấy đều rồi làm lạnh đến 18-20oC. Đường lactoza chuyển từ trạng thái bão hòa sang quá bão hòa. Độ nhớt của sản phẩm tăng 3-4 lần.
Do khả năng hòa tan của lactoza thấp mà sữa sau cơ đặc có độ khơ 35- 40% nên khó hịa tan đường lactoza làm chúng kết tinh tồn tại dạng tinh thể kích thước lớn ở nhiệt độ lạnh. Khi đó cảm quan sữa sẽ thấy hiện tượng “cát” hoặc “sạo đường”. Nghiên cứu cho thấy khi tăng nồng độ tinh thể lactoza và giảm kích thước tính thể sẽ thu được sản phẩm có kết cấu mịn, đồng nhất. Do đó, nhà sản xuất thường bổ sung thêm mềm lactose để điều khiển q trình kết tinh lactoza có sẵn trong sữa, làm cho kích thước của chúng nhỏ hơn nên sản phẩm cuối cùng có cấu trúc mịn, chất lượng tốt.
Qúa trình tạo thành tinh thể đường lactoza gồm 2 giai đoạn: tạo mầm tinh thể và phát triển các tinh thể đó. Để tạo ra hàng loạt mầm kết tinh đường lactoza, người ta đưa thêm nhân kết tinh vào. Nhân kết tinh chính là đường lactoza dùng ở dạng bột, có kích thước hạt 2-3 μm hoặc ở dạng dung dịch (1 ml chứa khoảng 400000 tinh thể lactoza có kích thước không quá 2.2 μm). Tỷ lệ sử dụng nhân kết
tinh là 0,02% so với lượng sản phẩm, nhân kết tinh càng nhỏ càng nhiều bao nhiêu thì hiệu quả tác dụng của chúng càng lớn bấy nhiêu.
Các phương pháp làm lạnh sữa cơ đặc có đường: phương pháp tiếp xúc (qua bề mặt làm lạnh), phương pháp chân không (sản phẩm nóng bốc hơi trong