Nhập nguyên liệu
Tại mỗi cơ sở sản xuất đều có bộ phận thu nhận sữa nguyên liệu và kiểm tra chất lượng sữa được đưa đến nhà máy theo những giờ nhất định. Thường là buổi sáng và chiều. Cần phải kiểm tra và thanh trùng các thiết bị chứa sữa nguyên liệu trước khi nhập liệu sữa tươi.
Khi nhập sữa, khuấy sữa thật đều, đo nhiệt độ, lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu hoá lý, chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu vệ sinh.
Phối trộn
Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo, nước gia nhiệt được đưa đi phối trộn để tạo thành thể đồng nhất.
Hàm lượng bột sữa gầy và sữa bột tách béo sử dụng thường không cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi. Yêu cầu là phải dễ phân tán vào nước, hoà tan hoàn toàn không để lại các hạt thô, không có những hạt bị cháy xém để lại màu nâu cho sản phẩm.
Các chất ổn định được đưa vào để tạo trạng thái bền vững cho sữa, tạo dạng gel bền vững, sản phẩm không bị tách lớp trong quá trình bảo quản.
Có thể tiến hành theo các bước như sau: sữa tươi (2 – 30C) → trộn hoàn toàn → gia nhiệt (5 – 10 phút) → sữa 500C → bột sữa gầy, bột sữa 25% béo → trộn đường, chất ổn định (15 phút).
Lọc
Nhằm loại bỏ tạp chất trong quá trình vắt và vận chuyển, ngoài ra loại các cục sữa bị vón cục lại trong quá trình hoàn nguyên bột sữa. Có thể sử dụng phương pháp lọc cơ học.
Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, sau đó là chuyển đến bồn cân bằng.
Bồn cân bằng
Đảm bảo mực hỗn hợp ở mức cố định giúp quá trình sản xuất được liên tục, giảm dao động của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào sản phẩm.
Xử lý nhiệt
Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng. Chế độ xử lý là 90-95OC trong 3-5 phút nhằm tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa. Ngoài ra, quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein sữa. Nhờ đó, trong qúa trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản sữa chua.
Đồng hoá 1
Nhằm ngăn chặn sự phân ly của kem trong quá trình ủ, lên me, giảm đường kính trung bình của hạt béo vào trong micelle casein, tránh hiện tượng tách pha của chất béo.
Thanh trùng 1
- Mục đích: tiêu diệt các vi sinh vật không cần thiết hiện diện trong sữa, làm cho sữa có môi trường dinh dưỡng tinh khiết thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật yêu cầu. Dịch sữa được thanh trùng ở 62OC trong 30 phút. Quá trình nâng nhiệt độ của sữa lên 62OC được thực hiện trong ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhờ trao đổi nhiệt với nước nóng. Nhiệt độ thanh trung được điều khiển theo giá trị đã cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động.
Khi thành trùng Pasteur các - lactose globulin bị biến tính. Tuy nhiên việc thanh trùng cũng kéo theo phản ứng Maillard, gây màu nâu và làm ảnh hưởng đến cảm quản của sữa.
Làm lạnh 1
Dịch sữa sau thanh trùng 1 được làm lạnh xuống 4 - 8OC trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm qua 3 giai đoạn.
Giai đoạn 1: sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Tại đây sữa dược làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị đi vào đồng hóa 1.
Giai đoạn 2: sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 của thiết bị
trao đổi nhiệt dạng tấm.
Giai đoạn 3: sữa ra khỏi ngăn thứ 3 sẽ đi vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để làm lạnh dịch sữa xuống 4 - 8OC
Ageing
Dịch sữa được giữ ở 4 - 8OC trong 5 - 20 giờ để ổn định chất lượng dịch sữa, làm cho các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng ổn định. Bồn ageing là loại bồn 2 vỏ có bảo ôn, sử dụng nước lạnh 1 - 3OC.
Đồng hoá 2
Giúp ổn định thành phần, hỗn hợp đồng nhất, tạo môi trường và điều kiện thuận lợi cho các quá trình tiếp theo. Phương pháp thực hiện tương tự như đồng hoá 1.
Thanh trùng 2
Dịch sữa chua khi ra khỏi thiết bị đồng hóa 2 sẽ đi vào ngăn thứ 1 của thiết bị trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với nước nóng và nâng nhiệt độ sữa tới 95OC. nhiệt độ thanh trùng được điều khiển theo giá trị để cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động. Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt dịch sữa sẽ được tuần hoàn về bồn cân bằng cho đến khi nào nhiệt độ thanh trùng đạt. Sữa 95OC sẽ được dẫn vào ống lưu nhiệt độ trong thời gian 5 - 10 phút.
Làm nguội
Dịch sữa sau thanh trùng được làm nguội xuống 45OC qua hai giai đoạn rồi đưa vào bồn ủ.
Giai đoạn 1: sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị đi vào quá trình đồng hóa 2.
Giai đoạn 2: sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 và nước lạnh ở ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để đạt nhiệt độ 45OC
Lên men
Để chuẩn bị giống vi khuẩn đưa vào giai đoạn lên men, ta phải tiến hành nhân giống từ giống chuẩn lỏng hoặc khô từ phòng thí nghiệm. Trước hết người ta cấy giống chuẩn vào sữa đã thanh trùng rồi nuôi ở nhiệt độ thích hợp. Giống chuẩn sẽ phát triển làm sữa đông tụ lại. Nhờ vậy ta được giống cấp I. Tùy thuộc vào quy mô sản xuất nhỏ hay lớn mà có thể chỉ dung giống cấp I hoặc từ giống cấp I mà nhân giống cấp II, cấp III để sản xuất. Phương pháp nhân giống cấp II hoặc cấp III cũng tương tự như phương pháp nhân giống cấp I. Độ axit của giống chuẩn bị từ Streptococcus thường khoảng 90 - 100OT là vừa, từ
Lactobacillus thì hơi chua thêm một ít: 100 - 110OT. Tỉ lệ cấy giống vào thùng lên men là 5%.
Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 - 5% và được khuấy đều. Nhiệt độ của dịch sữa trong bồn ủ lúc này là 43 - 44OC. Sau khi khuấy đều, tắt cánh khuấy, quá trình lên men xảy ra. Sau khoảng 3 - 5 giờ, pH của dịch sữa sẽ giảm xuống 4,7 – 4,8 thì ngưng ủ.
Các chuẩn vi sinh vật sản sinh ra axit lactic đồng thời các axit bay hơi, khí CO2, dầu thơm, diaxetyl. Tạo cho sản phẩm có mùi đặc trưng.
Chuẩn bị và cấy chuẩn vi sinh vật:
- Quá trình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 430C. Quá trình được kết thúc khi độ chua của canh trường đạt 85 – 900C.
- Giống vi khuẩn lactic sau khi hoạt hoá, được cấy bồn chứa sữa nguyên liệu với tỷ lệ tối thiểu là 0,5% và tối đa là 7%. Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống, nếu chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh để hạn chế sự gia tăng độ chua của canh trường, từ đó có thể dẫn đến ức chế khả năng lên men của vi khuẩn lactic.
- Nếu giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh đến 10 – 120C; nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường nên được duy trỳ ở 50C.
Hoạt hoá giống:
- Nhằm rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng.
- Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hoá dao động từ 9 – 12%. Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cần được thanh trùng ở 90 – 950C trong thời gian 30 – 45 phút.
Lên men:
Lên men lactic là quá trình chính trong sản xuất sữa chua. Axit lactic được tạo thành trong quá trình lên men theo theo phương trình sau:
Phương trình chung:
C12H22O11 + H2O → 4C3H6O3
Lactoza Acid lactic
NH2 – R(COO)2Ca + 2CH3CHOHCOOH → NH2 – R(COOH)2 + (CH3CHOHCOO)2Ca Cazeinat canxi axit lactic axit ceiseic canxi lactate
(quện sữa)
Axit lactic tác dụng với phức canxi photphate – casein làm tách canxi ra khỏi phức và chuyển nó thành dạng không hoà tan, sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ.
Làm lạnh 2
Mở cánh khuấy 2-3 phút sau khi ngưng ủ, làm lạnh sữa xuống 15-20OC trong vài giờ. Trong thời gian này, xảy ra sự thay đổi lý hoá quện sữa. Quá trình lên men lactic yếu dần và kết thúc khi quện sữa đạt 100C.
Trên đường sữa đưa đi làm lạnh có sử dụng một van tiết lưu với áp suất điều chỉnh khoảng 1,5 – 2,5 bar để làm mịn sữa chua (các protid trương nở, giảm lượng ẩm tự do). Sữa chua sau khi làm lạnh được đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp.
Bồn rót
Sau khi làm lạnh sữa được chuyển qua bồn rót để chuẩn bị đóng gói
Đóng gói, dán nhãn, vô thùng
Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ được đưa đến máy rót để đóng hộp.
Cuộn nhựa được tiệt trùng ở 115OC sau đó đem dập khuôn và chuyển đến bồn rót. Sữa chua được rót và dán nhãn (nhãn được tiệt trùng bằng tia hồng ngoại). Bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ 0 - 5OC trước khi xuất xưởng.