Đặc điểm sản phẩm sữa đặc:
- Sữa cô đặc là sản phẩm chế biến từ sữa có hàm lượng chất khô cao (từ 26,0-74,5%). Sữa cô đặc gồm 2 dạng:
a. Sữa đặc không bổ sung thêm đường (unsweetened condensed milk)
b. Sữa đặc bổ sung thêm đường (sweetened condensed milk) - Thời gian bảo quản sản phẩm dài, có thể bảo quản nhiệt độ phòng; - Tiết kiệm chi phí cho vận chuyển và kho chứa so với sản phẩm sữa tươi; - Sữa đặc phù hợp làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp bánh kẹo, đồ ngọt…
Quy trình chế biến sữa cô đặc không ngọt:
Nhận sữa Kiểm tra chất lượng Làm lạnh bảo quản Gia nhiệt Li tâm làm sạch Tiêu chuẩn hóa Xử lý nhiệt Cô đặc Đồng hóa Làm nguội, bổ sung phụ gia Rót sản phẩm Tiệt trùng Bảo quản
Tiếp nhận nguyên liệu
Sữa dùng để chế biến sữa hộp loại có chất lượng cao, lấy từ gia súc khoẻ mạnh, độ chua của sữa khi đưa vào chế biến không quá 200T, hàm lượng chất khô 12%.
Ngoài ra cần kiểm tra hai chỉ tiêu:
- Số lượng nha bào và các vi khuẩn chịu nhiệt (bền với nhiệt) trong sữa. - Độ bền của sữa (protein) đối với nhiệt độ.
Tiêu chuẩn hóa
Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô không béo trong sữa nguyên liệu.
Sản phẩm sữa đặc không ngọt có hàm lượng chất béo gần bằng 8%; chất khô không béo 18%. Tỉ lệ giữa chất béo:chất khô là 1:2,25.
Quá trình thường thực hiện trên hệ thống các thiết bị ly tâm và phối trộn điều khiển tự động. Bài tập 1:
Sữa với hàm lượng chất béo 3,7%, tổng lượng chất khô 12,8%. Sau quá trình cô đặc hàm lượng chất béo sữa cô đặc 8%. Tính hiệu suất thu hồi sản phẩm, hàm lượng chất khô và lượng sản phẩm thu được, nếu lượng nguyên liệu ban đầu 100 kg. Bỏ qua tổn thất trong quá trình cô đặc.
Xử lý nhiệt
Mục đích:
- Tiêu diệt vi sinh vật; vô hoạt enzyme;
- Biến tính một số phân tử protein (chủ yếu nhóm protein huyết thanh) có trong sữa; Thực hiện:
Sữa được xử lý 100 - 1200C từ 1 - 3 phút. Trong thời gian này, phần lớn serum protein bị biến tính, các muối canxi bị kết tủa. Bằng cách đó phức protein của sữa trở nên bền vững hơn và vì vậy, khi tiệt trùng ở giai đoạn sau, protein không bị vón, đông tụ.
Sau khi xử lý nhiệt, sữa được làm nguội về 70 độ C rồi đưa vào thiết bị cô đặc.
Cô đặc
Mục đích:
- Loại bớt nước tự do ra khỏi sữa dưới tác dụng của nhiệt độ cao Thực hiện:
Cô đặc ở nhiệt độ dưới 700C, trong điều kiện chân không để tránh tổn thất các chất dinh dưỡng. Thiết bị cô đặc phổ biến là hệ thống thiết bị cô đặc chân không nhiều cấp dạng màng rơi.
Cô đặc sữa gầy kết thúc khi tỷ trọng 1,09 - 1,10 g/cm3 ở 50 - 600C tương ứng với độ khô 37 – 38%. Còn đối với sữa nguyên, điểm kết thúc khi tỷ trọng đạt 1,077 -1,090 g/cm3 ở 50 - 600C tương ứng
với độ khô 37 – 38%. Đồng hóa
Sử dụng thiết bị đồng hóa hai cấp với áp suất 150-250 bar. Yêu cầu kích thước hạt cầu béo sau đồng hóa không lớn hơn 1 µm.
Nếu sử dụng áp lực quá cao sẽ làm mất tính ổn định của các protein trong sữa. Vì vậy, khi tiệt trùng protein dễ bị đông tụ.
Làm nguội, bổ sung phụ gia
Sau đồng hóa, sữa được làm nguội đến 140C. Sau đó, bổ sung phụ gia: disodium phosphate hoặc trisodium, hoặc natri xitrat giúp ổn định protein trong quá trình tiệt trùng, tránh hiện tượng kết tủa
Tác dụng của các muối là liên kết giữa ion photphat, xitrat với Canxi đã bị ion hoá, chuyển nó sang dạng không hoà tan. Trong quá trình này xảy ra sự phân tán các phần tử protein và nâng cao độ háo nước của chúng.
Ngoài ra có thể bổ sung thêm vitamin.
Tiệt trùng
• Tiệt trùng sau khi rót bao bì kim loại (in container sterilization):
Sữa đặc không ngọt được rót vào bao bì kim loại. Quá trình rót thực hiện trên thiết bị rót và ghép mí tự động. Chế độ tiệt trùng thông dụng là 110-1200C, thời gian 15-20 phút.
Trong quá trình tiệt trùng, diễn ra phản ứng Maillard giữa đường khử lactose và các nhóm amin trong sữa và hình thành melanoidin, kết quả sữa cô đặc có màu vàng nhạt.
Để tránh hiện tượng protein sữa kết tủa, có thể kết hợp lắc đảo hộp sữa bằng nồi tiệt trùng có lắc đảo hộp, thiết bị tiệt trùng thủy lực; tiệt trùng hydrolock.
• Tiệt trùng UHT
Sữa đặc sau khi bổ sung phụ gia sẽ đưa vào thiết bị tiệt trùng UHT ở nhiệt độ 1400C thời gian 3 giây. Sau đó được làm nguội sơ bộ rồi đi vào thiết bị đồng hóa vô trùng, rót vô trùng trong bao bì giấy.
Bảo quản
Bảo quản 0 – 150C trong thời gian dài. 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.
Sữa cô đặc phải được kiểm tra: -Hàm lượng chất béo
-Hàm lượng cất khô không béo -Độ nhớt
-Vi khuẩn, nha bào -Chất lượng cảm quan
Mỗi mẻ (batch) phải giữ lại mẫu để kiểm tra sau khi bảo ôn ở nhiệt độ 30 – 380C, thời gian 10 – 14 ngày.
Quy trình chế biến sữa cô đặc có đường:
Nhận sữa Kiểm tra chất lượng Làm lạnh bảo quản Gia nhiệt Li tâm làm sạch Tiêu chuẩn hóa Xử lý nhiệt Đồng hóa Cô đặc (Bổ sung siro saccharose)
Làm lạnh, kết tinh Rót sản phẩm Bảo quản
Tiêu chuẩn hóa
Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô không béo trong sữa nguyên liệu.
Sản phẩm sữa đặc có đường có hàm lượng chất béo bằng 8%; chất khô không béo (không tính saccharose) 18%.
Xử lý nhiệt
Mục đích:
- Tiêu diệt vi sinh vật; vô hoạt enzyme; - Ổn định thành phần protein có trong sữa;
Thực hiện:
- Chế độ xử lý nhiệt 820C thời gian 10 phút sẽ cho sản phẩm có độ nhớt cao.
- Chế độ xử lý nhiệt 1160C, thời gian 30 giây (hoặc 1350C trong 5 giây) sẽ cho sản phẩm có độ nhớt thấp.
Sau khi xử lý nhiệt, sữa được làm nguội về 700C rồi đưa vào thiết bị đồng hóa. Đồng hóa
Quá trình không bắt buộc do sản phẩm sữa cô đặc có đường có hàm lượng chất khô và độ nhớt cao nên chất béo ít bị tách pha trong quá trình bảo quản.
Tuy nhiên để tăng độ đồng nhất sản phẩm có thể áp dụng khâu đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa với áp suất 20-60 bar, ở nhiệt độ 700C.
Cô đặc
Mục đích:
- Loại bớt nước tự do ra khỏi sữa dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Thực hiện:
- Cô đặc ở 50 - 600C nếu dùng nồi cô chân không một nồi. Sữa được cô đặc tới độ khô 35 – 40% rồi cho siro đường với nồng độ 60-65% vào nồi cô đặc.
- Sử dụng thiết bị cô đặc 2 nồi, ở nồi thứ nhất nhiệt độ 70 - 760C, ở nồi thứ 2 nhiệt độ 50 - 600C. trộn đường vào sữa có thể làm theo nhiều cách hoặc pha ½ lượng siro vào sữa rồi cô, khi gần kết thúc thì cho nửa siro còn lại, hoặc cho hết đường vào sữa rồi mới cô đặc.
Xác định điểm kết thúc bằng cách đo tỷ trọng d = 1,30 g/cm3 cho sữa nguyên và d = 1,35g/cm3 cho sữa gầy hoặc bằng khúc xạ kế.
Thành phần cơ bản của sữa đặc có đường gồm 8% chất béo, 45% đường và 27% nước, 20% chất khô không béo.
Làm lạnh kết tinh
Mục đích:
Kết tinh đường lactose ở trạng thái quá bão hòa với kích thước dưới 10 µm giúp sản phẩm có giá trị cảm quan tốt, không tạo hiện tượng sạo đường.
Nguyên nhân:
Trong sữa cô đặc có đường, tỷ lệ nước/đường lactose khoảng bằng 2 (trong khi trạng thái bão hòa tỷ lệ là 6) do đó khoảng 50% lactose trong sữa sẽ kết tinh ở 18 - 200C.
Kích thước tinh thể lactose kết tinh tỷ lệ nghịch với số lượng mầm tinh thể lactose. Để giảm kích thước cần bổ sung thêm tinh thể lactose từ bên ngoài vào.
Thực hiện:
Sau khi cô đặc hạ nhiệt độ sản phẩm xuống 300C, bổ sung mầm kết tinh ở dạng bột, có kích thước hạt 2 - 3µm hoặc ở dạng dung dịch với kích thướctinh thể không quá không quá 2,2µm), tỷ lệ bổ sung 0,02% so với lượng sản phẩm, khuấy đều rồi làm lạnh đến 18 - 200C. Đường lactose chuyển từ trạng thái bão hoà sang quá bão hoà và tạo thành các tinh thể. Độ nhớt của sản phẩm tăng 3 – 4 lần so với sau khi cô đặc.
Thiết bị kết tinh có dạng hình trụ với bộ phận điều nhiệt và cánh khuấy với công suất thích hợp phụ thuộc độ nhớt sản phẩm.
Sau khi kết tinh, sữa được làm nguội về 15-180C rồi bơm qua thiết bị rót sản phẩm.
Rót sản phẩm
Quá trình rót sữa vào hộp được thực hiện trong điều kiện vô trùng. Chủ yếu sữa cô đặc có đường được đóng vào hộp sắt tây loại 400g. Ngoài ra, có thể rót trong bao bì giấy, bao bì nhựa có nắp vặn.
Hộp sắt tây phải qua các công đoạn sau: rửa ở 80 - 900C trong 38 giây, qua hơi nóng trong 22 giây và sấy không khí nóng 1200C trong 1 phút. Nắp hộp cũng đươc tiệt trùng bằng hơi nóng.
Bảo quản