2.1.1. Nguyên liệu chính.
2.1.1.1. Sữa.
Một số tính chất vật lý của sữa:
Sữa là chất lỏng màu trắn đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào àm lƣợng - carotene có trong chất béo của sữa, t ƣờng có màu trắn đến vàng nhạt. Sữa bò có mùi vị rất đặc trƣn và vị ng t nhẹ.
Tỷ tr ng : 1,028 – 1,036 g/cm3
Đ ểm đôn đặc : -0,54 -0,590C
Sức c n bề mặt ở 200C : 50 dyne/cm
Độ dẫn đ ện : 0,004 – 0,005 1/ohn.cm
Nhiệt dung riêng : 0,933 – 0,954 cal/g.0C
pH : 6,5 – 6,7
Độ chua : 15 – 18 0D
Thành phần hoá học của sữa bò tươi:
Sữa là một hỗn hợp với các thành ph n chính bao g m nƣớc, lactose, protein, và các chất béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác vớ àm lƣợng nhỏ n ƣ c c hợp chất chứa n tơ p prote n, v tam ne, ormone, c c chất màu và khí. Thành ph n các chất có thể dao độn n ƣ sau: (% k ố lƣợng) + Nƣớc : 85,5 – 89,5% + Tổn àm lƣợng chất khô : 10,5 – 14,5%. Tron đó: Lactose : 3,6 – 5,5% Protein : 2,9 – 5% Chất béo : 2,5 – 6% Chất khoáng : 0,6 – 0,9%
Tạo nên giá trị dinh dƣỡn và ƣơn vị cho kem. Sữa dùng cho sản xuất kem có thể là sữa tƣơ , sữa bột nguyên kem, sữa bột g y, chất béo từ sữa n ƣ cream, bơ, c ất béo k an,…Yêu c u quan tr n đối với sữa làm kem là phả có àm lƣợng chất béo cao, lƣợng chất béo trong sữa là yếu tố giúp tạo cấu trúc đặc trƣn c o sản phẩm.
2.1.1.2. Bột sữa gầy.
Là sản phẩm đƣợc chế biến từ sữa tƣơ đã ly tâm t c béo và qua c c qu trìn cô đặc, sấy phun. Sữa bột g y t ƣờn đƣợc các nhà sản xuất sử dụng vì có thời gian bảo quản rất lâu có thể lên đến 3 n m (so với sữa bột nguyên kem có thời gian bảo quản trung bình chỉ 6 tháng).
Thành ph n hoá h c của sữa bột g y: (% khố lƣợng)
+ Nƣớc : 4,3% + Protein : 35,0% + Chất béo : 1,0% + Lactose : 51,9% + Chất khoáng : 7,8% 2.1.1.3. Cream.
Cream là sản phẩm t u đƣợc khi ly tâm sữa tƣơ . Lƣợng béo trong cream tối thiểu không thấp ơn 12% và t ƣờn dao động từ 35 – 40%. Đây là loại nguyên liệu có hàm lƣợng béo cao, c n hạn chế đến mức tối thiểu sự thuỷ phân và sự oxi hoá chất béo trong quá trình bảo quản. Vì vậy, trong sản xuất, cream t ƣờn đƣợc bảo quản thiết bị kín bằng thép không rỉ, dƣới lớp k trơ (N2), tránh sự tiếp xúc giữa cream với ánh sáng mặt trời, đ n …
2.1.1.4. Đƣờng.
Là c c cacbo ydrat có độ ng t và tính chất hoá h c k c n au. Hàm lƣợng đƣợc sử dụn t ƣờng từ 15% - 25% tuỳ t eo đặc đ ểm của từng loại kem và yêu c u n ƣời tiêu dùn . Đƣờng giúp tạo vị ng t, hiệu chỉn àm lƣợng chất k ô, t n trị d n dƣỡng và góp ph n tạo cấu trúc sản phẩm. N oà đƣờng lactose có sẵn trong sữa, t ƣờng sử dụng đƣờn sacc arose, đƣờng ngịch chuyển và syrup giàu fructose.
Hiện nay ở Mỹ và một số nƣớc c âu Âu, n ƣời ta còn sử dụng các chất tạo ng t n èo n n lƣợng trong sản xuất kem để phục vụ c o n óm n ƣời tiêu dùng bị bệnh tiểu đƣờng và bệnh béo phì. Một số chất tạo ng t đƣợc sử dụng phổ biến trong sản xuất kem là sorb tol, aspartame, polydextrose…
Đƣợc dùn để hiệu chỉn àm lƣợng chất khô và vị ng t cho sản phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm t ƣờng dùng loạ đƣờn RE có àm lƣợng saccharose tối thiểu 99,8%; àm lƣợng tro tố đa 0,03%; độ ẩm 0,05%.
- Tính chất vật lý:
+ Có dạng tinh thể đơn, tron suốt, không màu, nhiệt độ nóng chảy khoảng 186 – 1880C + Là chất dễ tan tron nƣớc, độ oà tan t n t eo n ệt độ
- Tính chất hoá học:
+ Bị thuỷ phân do tác dụng của acid hoặc xúc tác của enzyme invertase, tạo sản phẩm thuỷ p ân là đƣờng glucose và fructose
+ K đun nón ở nhiệt độ cao 160 – 1800C thì xảy ra phản ứng caramel hoá tạo hợp chất màu vàng nâu.
Ngày nay, trong sản xuất kem, nhóm nguyên liệu đƣờng trở nên đa dạn ơn với đƣờng nghịc đảo, glucose và siro glucose-fructose.
2.1.1.5. Chất béo.
Chất béo là thành ph n chủ yếu tham gia vào cấu trúc kem, có thể sử dụng d u thực vật n ƣ: d u đậu nành, d u cải, d u dừa, d u ƣớn dƣơn kết hợp với chất béo của sữa để sàn xuất kem. Chất béo cũn óp p n quan tr ng tạo nên ƣơn vị của sản phẩm. Hàm lƣợng d u thực vật có thể chiếm 6 – 10% khố lƣợng kem thành phẩm.
2.1.2. Nguyên liệu phụ. 2.1.2.1. Chất nhũ hóa. 2.1.2.1. Chất nhũ hóa.
Là nguyên liệu có hoạt tính tạo liên kết các nguyên liệu thành một khối thống nhất làm giảm tỷ lệ đ tron kem t àn p ẩm. Ngoài ra sự đ ng nhất này sẽ giữ đƣợc hàm lƣợng khí nhiều ơn tron k ối kem trong quá trình làm xốp lạnh nên kem sản xuất ra sẽ có độ xốp ơn, có va trò t n k ả n n l ên kết giữa các hạt c u béo, đ ều này quyết định
đến khả n n ữ nƣớc của kem. Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất n ũ o t ôn dụn n ƣ lòn đỏ trứn n ƣn t àn t ƣờng khá cao, ngoài ra có các loại chất n ũ hoá rẻ tiền ơn n ƣ mono ay d lycer de, c c ester của sobitol hay của các phân tử đƣờn …
2.1.2.2. Chất ổn định.
Các chất ổn định tạo ra mạn lƣớ k ôn an để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử nƣớc, nhờ đó tron qu trìn lạn đôn ỗn hợp nguyên liệu để sản xuất kem, các tinh thể đ xuất hiện sẽ có k c t ƣớc nhỏ, kem trở nên đ ng nhất.
Chất ổn định dùng cho sản xuất kem t ƣờng có bản chất prote n n ƣ elat n, case n, album n, lobul ne… ay cacbo ydrat n ƣ a ar, um arab c, CMC (carboxy methyl cellulose),…
2.1.2.3. Chất tạo hƣơng.
Chúng ta có thể cho ra bất kì loại kem chuyên biệt nào bằng cách sử dụng các ƣơn l ệu tổng hợp hoặc bằng các trái cây cho thêm vào quá trình sản xuất kem. Hƣơn liệu nên c o vào a đoạn cuối của quá trình tránh tổn thất vì nhiệt độ. Hƣơn l ệu cùng với sự tạo hình kem tạo ra sự đa dạng cho sản phẩm kem. Các loại nguyên liệu t ƣờng sử dụn n ƣ: van lla, mù cam, s u r ên , dâu, c ocolate,…C ún đƣợc trích ly từ thực vật hoặc sản xuất bằn p ƣơn p p tổng hợp hoá h c. Ngoài ra, trong sản xuất kem, n ƣời ta có thể bổ sung thịt quá cắt nhỏ, các loại hạt( h đào, ạn n ân, đ ều, đậu phộn ,…), bột cacao, dịc c ocolate,…N ững nguyên liệu trên ngoài mục đ c tạo ƣơn còn úp t n trị d n dƣỡng của kem thành phẩm.
2.1.2.4. Chất màu.
Màu sắc tạo sự lôi cuốn hấp dẫn cho kem từ c n ìn đ u tiên. Các nhóm sản phẩm c n tạo màu là các sản phẩm kem có ƣơn vị tr cây. Kem có ƣơn vị trái cây nào thì c n có màu của loạ tr cây đó, v dụ n ƣ kem n o t ì c n màu nâu đỏ, kem s u riêng thì c n màu vàn …N óm c ất màu tự n ên có độ bền màu kém ơn so với chất màu tổng hợp tron đ ều kiện sản xuất công nghiệp. Việc sử dụng chất màu phả tuân t eo quy định sử dụng phụ gia ở mỗ nƣớc.
2.1.2.5. Nguyên liệu khác.
Nƣớc và k ôn k : nƣớc có tác dụng tạo tinh thể đ , tạo độ cứng c n thiết và tạo cảm giác mát lạnh khi sử dụng sản phẩm. Không khí giúp cho sản phẩm có độ mềm xốp.
Acid: việc bổ sung acid hữu cơ n ƣ ac d c tr c, tartr c…n oà v ệc tạo độ chua thích hợp cho kem, còn có tác dụng ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật có trong sản phẩm.
Tinh bột: Trong công thức kem của nhiều nƣớc trên thế giới thì h không sử dụng tinh bột, n ƣn u n ƣ tất cả các nhà sản xuất kem của Việt Nam đều sử dụng tinh bột từ 3-5%. Chúng ta có thể sử dụng tinh bột bìn t ƣờng hoặc các loại tinh bột biến t n để a t n độ kết dính của khối kem.
Các loại hạt: Không có gì thích bằn n một miếng kem lại giòn giòn và bùi t ơm. Vì t ế c o nên n ƣờ ta t ƣờng bỏ thêm hạt vào n ƣn ly kem để t n t êm ƣơn vị. Các loại hạt ay đƣợc dùng là hazelnuts (hạt dẻ), pecan, walnut (óc chó) và pistaschio (hạt dẻ cƣời), peanut (lạc).
Hạt cho vào kem là hạt đã c n. Có t ể mua hạt rang sẵn hoặc tự làm chín hạt bằng c c nƣớn tron lò nƣớng hoặc rang bằng chảo trên bếp.
Tr cây tƣơ : Tr cây tƣơ t ƣờn đƣợc sử dụng làm các loại sorbet (kem g y), các loạ đ tráng miệng lạnh từ trái cây khác hoặc dùng làm một số loại kem có trứng hoặc không trứng. Trái cây có thể đƣợc xay nhỏ, cắt miếng tùy theo từng công thức. Các loại trái cây dùng làm kem là các loại có thịt quả mềm và có mù t ơm đặc trƣn n ƣ: c c loại berry (dâu), dứa, xoài, s u r ên , dƣa ấu, đào, lê, c an leo.
Phụ gia chống vi sinh vật: t ƣờng sử dụng natri benzoat (E211), tuy nhiên nhiều nƣớc cấm sử dụng phụ gia này.
Bảng: Thành ph n,nguyên liệu chính dùng trong công nghệ sản xuất kem
Thành ph n Nguyên liệu Tỉ lệ theo
chất khô.% Tác dụng chủ yếu Sữa và các sản phẩm từ sữa -Sữa bột g y -Butter milk bột 10-11.5 T n trị d n dƣỡng,cải thiện cấu trúc kem
Chất béo -Cream,d u bơ,bơ
-D u thực vật 2-15 T n trị d n dƣỡng Đƣờng -Glucoza,fructoza, lactoza -Sorbitol 10-18 T n àm lƣợng chất khô,tạo vị ng t
Chất tạo n ũ -Este glyxerin -Este Sorbitol -Monoglyxerit -Lòn đỏ trứng 0.3-0.5 Tạo n ũ,t n độ bền của n ũ Chất ổn định Gelatin,casein, alginat,aga gum, caraghenan
0.2-0.4 Liên kết với các phân tử nƣớc,tạo cấu trúc tốt
Hƣơn Các loạ ƣơn tự
nhiên và tổng hợp vani,cacao, sôcôla
Tạo ƣơn t ơm,t n trị cảm quan
2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
Nguyên liệu chính: Sữa, cream, bột sữa
g y, syrup đƣờng Chuẩn bị Phối trộn Ủ chín Thanh trùng Đ ng hóa Chuẩn bị Nguyên liệu phụ: chất tạo n ũ, c ất ổn địn màu, mù ,… Xếp thùng Bao gói Đổ khuôn Lạn đôn sơ bộ Lạn đôn trun an Đặt que vào khuôn kem
Lạn đôn kết thúc
Tạo màng bao chocolate Tháo khuôn
Bao bì Thùng
2.2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 2.2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu: 2.2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu:
Các nguyên liệu sẽ đƣợc địn lƣợn t eo đún côn t ức phối trộn cho mỗi loại kem sản xuất. Nguyên liệu k ô n ƣ bột sữa nguyên, bột sữa g y, chất ổn địn … sẽ đƣợc đem cân. N ƣợc lại, nguyên liệu dạng lỏn n ƣ sữa tƣơ , một số chất màu, chất tạo n ũ… có t ể đem cân oặc đo t ể t c để x c định hàm lựơn sử dụng. Riêng các chất béo n ƣ cream, bơ p ả đƣợc gia nhiệt lên 35-500C để dễ phối trộn và dễ bơm c ún trong các thiết bị đƣờng ống dẫn nguyên liệu của p ân xƣởng sản xuất.
2.2.2.2. Phối trộn:
Mục đ c : trộn các nguyên liệu thành hỗn hợp đ ng nhất Thiết bị: b n trộn, b n chứa, thiết bị truyền nhiệt bản mỏng
Tiến hành: sữa tƣơ đƣợc bơm qua t ết bị gia nhiệt vào b n trộn. Khi nhiệt độ đạt 450C thì cho chất ổn địn và n ũ o vào, k đã tan t ì c o t ếp sữa bột vào trộn. Khi nhiệt độ t n đến 600C t ì c o đƣờng RE, cream vào. Sữa đƣợc bơm tu n hoàn trong khi trộn. Sau khi trộn hết nguyên liệu, tiếp tục bơm tu n hoàn 20 phút r bơm ết sữa về b n chứa.
Có thể kết hợp l c và bài khí sau phối trộn nhằm mục đ c t n ệu quá truyền nhiệt, hỗ trợ qu trìn đ ng hoá và thanh trùng.
2.2.2.3. Đồng hoá:
Mục đ c : Làm ảm k c t ƣớc các hạt c u béo và p ân đều chúng trong hỗn hợp, chuẩn bị cho quá trình thanh trùng.
Thiết bị: Thiết bị đ ng hoá 2 cấp.
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu từ thiết bị trộn vào thiết bị gia nhiệt bản mỏn để gia nhiệt sơ bộ, nhiệt độ vào là 600C, nhiệt độ ra là 700C. Sau đó, ỗn hợp đƣợc đƣa vào t ết bị đ ng hoá với áp lực đ n o a đoạn đ u là 200 bar, áp lực a đoạn sau là 40 bar.
2.2.2.4. Thanh trùng:
Mục đ c : n ằm tiêu diệt hoặc ức chế hệ VSV và enzyme trong nguyên liệu. Thiết bị: Thiết bị thanh trùng bản mỏng.
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu từ thiết bị đ n o đƣợc quay trở về thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội. Nhiệt độ thanh trùng là 850C, thờ an lƣu nhiệt là 40 giây.
Sau thanh trùng dịc kem đƣợc làm nguộ đến khoảng 2-4oC và đƣa san t ùn ủ chin. Trong thực tế sản xuất a qu trìn t an trùn và đ n o t ƣờn đƣợc tiến hành xen kẽ. Đ u tiên hỗn hợp nguyên liệu đƣợc dẫn vào thiết bị trao đổi nhiệt để hiệu chỉnh nhiệt độ, sau đó đƣợc dẫn vào thiết bị đ ng hoá, r i lạ đƣợc quay trở lại thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội.
2.2.2.5. Ủ chín:
Mục đ c : c uẩn bị cho quá trình lạn đôn t ếp t eo, để kem t u đƣợc sau quá trình lạn đôn có cấu trúc mịn và đ ng nhất nhờ các biến đổi quan tr ng:
Các chất ổn định protein sẽ đƣợc hydrate hoá hoàn toàn. Một ph n chất béo sẽ kết tinh.
Một số phân tử protein sẽ hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc giữa các hạt béo và pha liên tục trong hỗn hợp.
Thiết bị: Thiết bị ủ chín có hình trụ đứn , đƣợc chế tạo bằng thép không rỉ, bên ngoài là lớp vỏ o để làm lạnh và một lớp cách nhiệt để hạn chế sự tổn thất n n luợng trong quá trình sử dụng. Bên trong thiết bị có cánh khuấy và hoạt động liên tục với tốc độ chậm trong suốt a đoạn ủ chín.
Thực hiện: Hỗn hợp nguyên liệu đƣợc làm lạnh về 2-40C, đƣa vào t ết bị ủ chín và ủ ở nhiệt độ 2-40C, thời gian ủ là 5 giờ.
2.2.2.6. Lạnh đông sơ bộ:
Mục đ c :
Thổ 1 lƣợng không khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm t n t ể tích của chúng. Lạn đôn một ph n nƣớc trong hỗn hợp tạo các tinh thể đ vớ k c t ƣớc thật nhỏ và đ ng nhất, đ ng thời phân bố đều các tinh thể đ này tron ỗn hợp.
Thiết bị: Ph n chính của thiết bị lạn đôn là 2 ống hình trụ nằm ngang, một lớn, một nhỏ, đ ng trục và đƣợc đặt l ng vào nhau. Mặt ngoài thân ống trụ lớn là một lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh và lớp cách nhiệt. Tại vị trí trục hình trụ là trục khuấy với các thanh khuấy có gắn dao cạo. Chúng có chức n n cạo sạch ph n hỗn hợp nguyên liệu bị
đón d n trên bề mặt trong của ống hình trụ lớn. Thân ống hình trụ nhỏ đƣợc đục lỗ có chức n n úp c o ỗn hợp nguyên liệu bị đạt đƣợc trạng thái xốp và đ ng nhất
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu sau quá trình ủ chín có nhiệt độ 0-40C đƣợc bơm vào t ết bị lạn đôn . Tại cửa vào, hỗn hợp sẽ đƣợc phối trộn với không khí vô trùng sao cho thể tích hỗn hợp nguyên liệu t n 100% (overrun = 100%, k ôn k này đƣợc xử lí qua hệ thống l c nhằm loại bỏ các tạp chất n ƣ bụ , VSV…).