Quy trình công nghệ

Khái quát sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Yoghurt truyền thống, Yoghurt dạng khuấy và Yoghurt uống

I-Quy trình chung

Quy trình công nghệ sản xuất Yoghurt thay đổi phụ thuộc vào dạng sản phẩm và mức giá trị của các chỉ tiêu chất lượng cần đạt. Giai đoạn xử lý sữa nguyên liệu thì giống nhau cho cả ba loại sản phẩm Yoghurt

1-Tăng định lượng; 2-thanh trùng; 3-bài khí; 4-đồng hóa; 5-Thiết bị giữ nhiệt

I-1.Chuẩn hóa

Mục đích quá trình chuẩn hoá là hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm Yoghurt .Nguyên tắc và phương pháp chuẩn hóa tương tự như trong quy trình công nghệ sản xuất sữa thanh trùng hoặc tiệt trùng.

Hàm lượng chất béo trong Yoghurt thành phẩm thường dao động trong khoảng 0,5-3,5%.

I-2.Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô

Theo Bourgeois và Larpent (1989),tổng hàm lượng chất khô tối ưu cho quá trình lên men trong sản xuất Yoghurt là từ 14-16%. Thực tế, mỗi nhà sản xuất chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình. Thông thường, sữa tươi có hàm lượng chất khô khoảng 11,5-12,7%.Để tăng hàm lượng chất khô trong sữa tươi, chuẩn bị cho quá trình lên men, ta có thể chọn một trong những phương pháp thông dụng dưới đây:

-Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định.Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10-20%. Khi đó, tổng hàm lượng chất khô trong sữa sẻ tăng từ 1,5- 3,0%. Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài khí,kết hợp cô đặc trong điều kiên chân không hoặc thiết bị cô đặc sữa dạng màng rơi.

-Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi: hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường không cao hơn 3% so với khôi lượng sữa tươi.

-Bổ xung thên sữa cô đặc vào sữa tươi.

Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane.Dòng sản phẩm không qua màng (retentate)thoát ra từ thiết bị

siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi.

Tuỳ thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị sẵn có mà mỗi nhà máy sẽ chọn một giãi pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khô trong nguyện liệu sữa tươi.

I-3.Bài khí:

Hàm lượng chất khí hòa tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt.Khi đó, hiệu quả của quá trình đồng hóa và thanh trùng sẻ tăng, các hợp chất bay hơi có mùi khó chụi trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng Yoghurt sẽ tốt hơn.

Nếu như các nhà sản xuất bổ xung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm tăng lượng khí hòa tan trong sữa. Khi đó, trong quy trình bắt buộc phải có quá trình bài khí.

I-4.Đồng hóa

Mục đích của quá trình đồng hóa là tránh hiện tượng tách pha của chất béo xảy ra trong quá trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm Yoghurt .

Thông thường, đồng hóa được thực hiện ở áp lực 200-250bar, nhiệt độ từ 65-70°C.

Theo Luquet(1985), trong quy trình công nghệ sản xuất Yoghurt có hàm lượng chất béo thấp, các nhà sản xuất không nên bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa nguyên liệu.Quá trình đồng hoá ảnh hưởng tốt đến cấu trúc của micelle trong sữa và cải thiện cấu trúc gel của Yoghurt thành phẩm.

I-4.Xử lý nhiệt

Mục đích của quá trìng xử lý nhiệt là tiêu diệt hoặc ức chế đến tối đa hệ VSV và các enzyme có trong sữa.Ngoài ra quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein sữa, đặc biệt là các whey protein.Nhờ đó trong quá trình lên men lactid,khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản Yoghurt .Theo Bylund Gosta(1995), đó là do β-lactoglobulin – thành phần chính trong whey protein – đã tương tác với κ-casein trong cấu trúc micelle làm cải thiện cấu trúc đông của Yoghurt .

Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng hoặc ống lồng.Chế độ xử lý là 90-95°C trong 3-5 phút

I-5.Cấy giống vi khuẩn lactid

Trong sản xuất Yoghurt , người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactid đồng hình. Hai loài phổ biến nhất là Streptococcus themophilus và Lactobaccillus bulgaricus.Trong thực tế, húng có thể sống cộng sinh với nhau. Thông thường tỷ lệ giữa cầu khuẩn vảtrực khuẩn trong canh trường giống là 1:1 hoặc 1:2. Tuy nhiên tỷ lệ này có thể thay đổi tuỳ thuộc vào hoật tính của chủng sử dụng và những yêu cầu về chất lượng của sản phẩm.

Hiện nay, các nhà máy sản xuất Yoghurt với năng suất lớn thừong mua chế phẩm vi khuẩn lactid để sử dụng.Như vậy, họ không cần đầu tư chi phí nhân công, nhà xưởng và nguyênliệu chi quá trình giữ giống và nhân giống tại nhà máy. Để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng ,các nhà sản xuất thường hoạt hóa vi khuẩn giống trên môi trường được pha chế từ sữa gầy.Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hóa dao động từ 9-12%.Trước khi hoạt hóa giống môi trường cần được thanh trùng ở 90-95°C trong 30-45 phút.Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ,đáy côn và được chế tạo từ thép không rỉ.Nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 43°C. Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85-90°D.

Giống vi khuẩn lactid sau khi được hoạt hóa, được cấy vào bồn chứa nguyên liệu(trường hợp sản xuất Yoghurt truyền thống) hoặc bồn lên men(trường hợp sản xuất Yoghurt dạng khuấy hoặc Yoghurt uống) với tỷ lệ tối thiểu -0,5% và tối đa -7%(v/v).Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống,nếu chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh giống để hạn chế sự gia tăng nhanh độ chua của canh trường .Việc tăng nhanh độ chua của cang trường giống sẻ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactid.Trường hợp giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh trường về nhiệt độ 10-12°C .Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 tiếng,nhiệt độ canh trường nên được duy trì ở 5°C.

Cần chú ý là khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánh khuấy của thiết bị hoạt động trong khoảng thời gian nhất định để phân bố đều các tế bào vikhuẩn lactid trong môi trường sữa.Nhờ đó quá trình lên men sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn.

II-Các quy trình cụ thể (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

II-1.Quy trình sản xuất Yoghurt truyền thống

Sau khi cấy giống vi khuẩn,môi trường sữa sẽ được đảo trộn đều và gia nhiệt đến 43-45°C rồi đưa qua thiết bị rót vào bao bì, đóng nắp.Các thiết bị đều làm việc trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm VSV từ môi trường bên ngoài vào sữa.Hiện nay, người ta thường sử dụng loại bao bì

nhựa với khối lượng sản phẩm 200g/1 bao bì cho loại Yoghurt truyền thống.

6-tank chứa giống;7-tank trung gian;8-tank hương liệu; 9-thiết bị trộn;10-máy rót;11-phòng lên men

Tiếp theo,các bao bì chứa hổn hợp sữa và giống vi khuẩn lactid được đưa vào phòng lên men.Nhiệt độ lên men tối ưu thường là 42-43°C .Mặc dù sữa được đựng trong các bao bì kín nhưng phòng lên men phải luôn được vệ sinh sạch sẽ.Người ta sử dụng không khí vô trùng có qua hệ thống vi lọc membrane để thông khí cho phòng lên men.

Thời gian lên men phụ thuộc vào chủng vi khuẩn sử dụng, trạng thái sinh lý của giống và yêu cầu về độ chua của Yoghurt thành phẩm.Trên môi trường sữa, thời gian thế hệ của Streptococcus themophilus và Lactobaccillus bulgaricus khoảng 20-30 phút. Thông thường, quá trình lên men kết thúc sau 2,5-3,0 giờ.Độ chua của Yoghurt đạt 70-80°D.

1-Máy rót; 2-Phòng lên men; 3-Phòng làm lạnh

Tiếp theo, ta cần làm lạnh môi trường lên men để ổn định cấu trúc gel của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactid của vi khuẩn.Các bao bì chứa Yoghurt sẽ được đưa vào phòng làm lạnh để đưa Yoghurt về nhiệt độ 18-20°C trong vòng 30-40 phút .Cuối cùng, ta hạ

nhiệt độ Yoghurt xuống 4°C và bảo quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt độ 2-4°C.

Các quá trình biến đổi hóa sinh và sinh học diển ra manh mẻ.Cần lưu ý quá trình làm lạnh sau khi lên men và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ2-4°C giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc gel của Yoghurt ,tránh hiện tượng tách huyết thanh sữa trong sản phẩm.

Ở các nhà máy sản suất Yoghurt truyền thống với năng suất lớn, người ta sử dụng dây truyền thiết bị hoạt động liên tục.Sữa tươi đã cấy giống vi khuẩn được bơm vào máy rót.Tiếp theo, các bao bì chứa hỗn hợp sữa- giống vi khuẩn được đưa qua máy đóng nắp rồi lên hệ thống băng tải đi vào phòng lên men.Thời gian lưu của chúng trong phòng khoảng 2,5-3,0 giờ.Sau đó, các băng tải sẽ tiếp tục đưa chúng vào phòng lạnh để hạ nhiệt độ đạt giá trị yêu cầu rồi đến kho bảo quản lạnh.

Thiết bị liên tục của các nhà máy năng suất lớn

Đối với sản phẩm Yoghurt truyền thống có bổ sung hương liệu, trên hệ thống đường ống vận chuyển sữa từ bồn cấy giống đến máy rót bao bì và đóng nắp,người ta sẻ bổ sung phụ gia vào.Lượng phụ gia bổ sung được xác định bằng phương pháp thực nghiệm

II-2.Quy trình sản xuất Yoghurt dạng khuấy

Điểm khác biệt cơ bản giữa Yoghurt dạng khuấy và Yoghurt truyền thống là quá trình lên men được thực hiện trong các thiết bị hình trụ dung tích lớn và có cánh khuấy.Chính vì vậy mà Yoghurt dạng khuấy không giữ lại được cấu trúc gel của khối đông tụđược hình thành trong quá trình lên men lactid như sản phẩm Yoghurt truyền thống.Sản phẩm Yoghurt dạng khuấy luôn được bổ xung thêm purée trái cây và một số phụ gia khác.

Khi quá trình lên men kết thúc (pH canh trường giảm xuống còn 4,2-4,6 tùy thuộc vào từng loại sản phẩm), người ta bơm Yoghurt vào thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ từ 43°C xuống 15-22°C. Tổng thời gian hạ nhiệt độ cho toàn bộ khối sản phẩm trong bồn lên men là 20-30 phút. Tiếp theo, Yoghurt được đưa vào bồn chúa tạm, chuẩn bị cho giai đoạn rót sản phẩm.

Việc bổ xung purée và các phụ gia khác như hương liệu, chất màu, chất ổn định…sẻ được bơm trực tiếp từ đường ống vận chuyển Yoghurt từ bồn chứa tạm đếnthiết bị rót sản phẩm vào bao bì. Để purée và các phụ gia được phân bố đều trong toàn bộ khối sản phẩm, người ta phải tính tốc độ thích hợp cho hai bơm hoạt động: một bơm cho Yoghurt và một bơm cho cho hỗn hợp purée và phụ gia.Ngoài ra, người ta còn đặt một thiết bị phối trộn dạng ống trên đường vận chuyển hỗn hợp Yoghurt ,purée và phụ gia trước khi vào máy rót đển cải thiện độ đồng nhất của sản phẩm.

Cấu tạo thiết bị phối trộn yoghurt và purée trái cây

Cần chú ý là hỗn hợp purée và các chất ổn định phải ở trạng thái đồng nhất thì quá trình phối trộn chúng với Yoghurt mới đựoc thực hiện dể dàng.Hơn nữa, chúng phải trải qua thanh trùng nhiệt nhằm tiêu diệt các tế bào sinh dưỡng có thể nhiẫm vào thành phẩm.Người ta thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt hình trụ, bên ngoài có vỏ áo gia nhiệt, bên trong có cánh khuấy và các thanh chắn để thanh trùng hỗn hợp purée và phụ gia.Nhiệt độ và thời gian thanh trùng được xác dịnh bằng phương pháp

thực nghiệm. Nếu nhiệt độ cao và thời gian thanh trùng kéo dài thì sự tổn thương sẽ càng lớn và có sự thay đổi cấu trúc của purée trái cây.

II-3.Quy trình sản xuất Yoghurt uống

Quá trình lên men sản xuất Yoghurt uống cũng được thực hiện trong thiết bị lên men tương tự như đối với sản phẩm Yoghurt dạng khuấy. Khi kết thúc lên men, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc gel của khối đông tụ rồi làm lạnh Yoghurt về 18-20°C ,sau đó bơm vào bồn chứa tạm. Tiếp theo, ta bổ sung thêm đường,các phụ gia như hương liệu, chất màu… vào Yoghurt rồi tiếp tục khuấy trộn hỗn hợp.

Yoghurt uống có thể bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4°C) hoặc ở nhiệt độ phòng.Vậy ta có thể chia làm 2 nhóm:

II-3-1.Đối với nhóm bảo quản ở nhiệt độ thấp ta có hai quy trình xử lý sau:

II-3-1-a.Quy trình 1

Hỗn hợp Yoghurt và các phụ gia được đưa vào thiết bị đồng hóa. Mục đích của quá trình đồng hoá là giảm kích thước hạt béo ,phân bố chúng đều trong sản phẩm, phá vở cấu trúc gel của khối đông ,giảm độ nhớt và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm.Aùp lực đồng hóa có thể thay đổi từ 50-200bar.

Tiếp theo, sản phẩm được làm lạnh về 20°C rồi đưa vào thiết bị rót và đóng nắp. Thời bảo quản sản phẩm từ 2-3 tuần ở nhiệt độ 2-4°C.

II-3-1-b.Quy trình 2

Hỗn hợp Yoghurt và các phụ gia được đưa vào thiết bị thanh trùng dạng bảng mỏng hoặc ống lồng rồi đi vào thiết bị đồng hóa vô trùng .Sau khi được làm nguội, sản phẩm được đưa vào thiết bị rót và đóng nắp trong điều kiện vô trùng. Do quá trìng thanh trùng không thể tiều diệt đựơc toàn bộ hệ vi khuẩn lactid trong Yoghurt nên sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4°C).Thời gian bảo quản có thể kéo dài lên đến 1-2 tháng.