Tải bản đầy đủ
PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT:

PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT:

Tải bản đầy đủ

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Đặc tính hóa của chất béo:
• Mật độ quang ở 150C: 0.91-0.95.
• Nhiệt độ nóng chảy: 28-350C.
• Nhiệt độ đông đặc: 18-260C.
• Chỉ số iốt: 32-37.
• Chỉ số xà phòng: 218-235.
• Chỉ số acid bay hơi không hòa tan: 1.5-3.
• Chỉ số acid bay hơi hòa tan: 26-30.
• Chỉ số khúc xạ: 1.453-1.462.
Cấu trúc chất béo có trong sữa:
• Chất béo trong sữa có hình dạng đặc thù của các hạt tiểu cầu hoặc hình
ovan với đường kính 2-10mm tùy thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa.
Cấu trúc các hạt hình cầu được bao bọc bởi một màng protein và màng
này có 2 phần. Một phần có thể hòa tan trong nước và một phần thì
không. Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết với một lớp
phụ có bản chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và
cephalin. Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0.3-0.5g/l.
• Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ
yếu là Cu, Fe, Enzym. Enzym chủ yếu là phosphataza mang tính kiềm
tập trung trong phần protit và enzyme reductaza có trong phần không
hòa tan được.
• Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit có điểm
nóng chảy thấp, giàu hàm lượng acid oleic và luôn ở trạng thái lỏng
trong điều kiện nhiệt độ mối trường. Trong khi đó, phần ngoại vi nơi
tiếp xúc với màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5-6) nhưng lại có
điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó,
xu thế chung của các hạt chát béo có trong sữa sẽ liên kết lại với nhau để
tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn. Đó là nguyên nhân gây nên
trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân
gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa.
1.2.2. Protein
Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại
acid amin đặc biệt là acid amin không thay thế.
Protein
Polypepit
Peptit
acid amin.
Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau:
• Casein toàn phần chứa: 26-29g/l.
• βlactoglobulin: 26-29g/l.
• Αlactalbumin: 2.4-4g/l.
• Imunoglobulin: 0.8-1.5g/l.
Và một số thành phần khác.
Trong các thành phần trên, casein được coi là thành phần quan trọng nhất của
sữa. Về mặt cấu trúc, casein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40-200mm
và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng
như keo có màu trắng hoặc kết tủa casein dưới dạng hạt micelle lớn nhờ quá trình
acid hóa sữa đến pH đẳng điện (pH=4.6).
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 13

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

1.2.3. Đường lactose

Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng 50g/l, tồn tại
chủ yếu 2 dạng α và β lactose khi bị thủy phân tạo ra các phần tử đường glucose và
một phần tử đường galactose.
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
Lactose
glucose galactose
Trong sữa đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan, khả năng hòa tan và kết tinh
của lactose cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa. Hai đường α-β
lactose luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng
này được thay đổi bởi nhiệt độ.
Đường lactose ít hòa tan hơn đường saccharose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn.
Độ hòa tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất chậm
theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao. Sự có mặt của đường lactose góp phần biến màu của
sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao.
Đường lactose dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản
phẩm khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành acid lactic trong sản xuất sữa lên
men.
C12H22O11 + H2O
4CH3CHOH – COOH + H2O + CO2
Lactose
acid lactic
Acid này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành acid propionic
hay acid butyric.
3CH3CHOH-COOH
CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2.
Acid butyric
CH3CHOH-COOH
CH3-CH2COOH + CO2 + H2O + CH3COOH
Acid propionic
Nếu dưới tác động của nấm men đặc biệt thì đường lactose sẽ tạo thành các
chất theo phản ứng sau:
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
Lactose
glucose
galactose
1.2.4. Các loại muối khoáng
Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9-9.1(g/l).
Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: muối clorua, photphat, citrat,
sunphatnatri, bicacbonat. Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới hai dạng cân
bằng: dạng hòa tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới
các yếu tố công nghệ: pH, nhiệt độ…
Sự tồn tại cân bằng của muối Ca ở dạng hòa tan và dạng phức của các thể keo
là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa. Sự tăng lên hàm
lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định, đặc biệt trong quá trình đun nóng và
quá trình lên men.
Để tránh hiện tượng này thông thường người ta cho thêm vào sữa những dạng
phức tạp đó là các muối photphat hoặc citrat với liều lượng thích hợp.
1.2.5. Acid hữu cơ
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 14

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như acid citric, lactic, axetic… trong đó,
acid citric là acid cực kì quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ
vào quá trình:
Acid citric
diacetyl
acetoin
2,3 butylen glycol.
1.2.6. Các chất xúc tác sinh học
a) Vitamin:
Sữa được coi là thức ăn tiêu biểu nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng
không lớn lắm. Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành hai nhóm theo khả
năng hòa tan của chúng trong nước hay chất béo.
• Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: vitamin A, D, E chủ yếu nằm
trong thành phần của mỡ sữa.
• Nhóm vitamin hòa tan trong nước: B, C, PP.
b) Các enzyme:
Các enzyme tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và
các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzyme trong sữa được chia làm hai
nhóm chính.
• Nhóm enzyme thủy phân: gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza,
amylaza. Trong đó, vai trò của các enzyme lipaza có tính quyết định đến
quá trình chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thủy phân chất
béo tạo thành acid béo và glyxerin có pH=9.4.
• Nhóm enzyme oxy hóa: gồm reductaza, lactoperoxydaza, catalaza. Các
enzyme này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
1.2.7. Vi sinh vật trong sữa
Gồm: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
• Nấm men: có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2-9 mm.
Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy
chồi.
• Nấm mốc: chủ yếu là muco và rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động khi sản xuất các sản phẩm bơ. Ngoài ra còn có :
penicillium, aspergillus.
• Vi khuẩn: hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước không
vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa: coccus, bacterium…
quan trọng là vi khuẩn lactic.
Thông thường trong sữa chúng có đặc điểm:
• Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện.
• Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.
• Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
• Ít hay không tiết ra enzyme proteaza trong sữa.
Hai loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:
• Streptococcus thermophillus: được coi là tác nhân của sự hình thành
acid và quá trình chín của phomai.
• Streptococcus cremoris và streptococcus lactis: là tác nhân của sự đông
tụ tự nhiên của quá trình phồng lên của phomai, tạo hương.
1.2.8. Nước
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 15

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng của sữa tươi, chiếm 90% thành
phần trong sữa. Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh và
nước trương. Ngoài nước kết tinh ra thì tất cả những loại nước khác đều có giá trị
trong công nghiệp chế biến sữa.
1.3. Yêu cầu về sữa tươi trong sản xuất
Chất lượng nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng
tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao. Vì vậy, khi lấy sữa tươi để sản xuất phải
bảo đảm đạt yêu cầu về chất lượng. Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải là:
• Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh.
• Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất
tẩy rửa.
• Sữa có thành phần tự nhiên.
• Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến nhiệt độ 8-100C sau khi vắt.
• Kho và thiết bị phải sạch sẽ và bảo quản đúng nhiệt độ yêu cầu.

Chỉ tiêu
cảm quan
Chỉ tiêu
hóa lý
Chỉ tiêu vi
sinh vật
của sữa
tươi theo
đúng quy
định

Các chỉ tiêu của sữa:
Màu sắc: màu đặc trưng của sữa tươi từ trắng đục đến nhạt.
Mùi vị: mùi vị thơn ngon đặc trưng của sữa tươi, không được
có mùi vị lạ.
Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp.
Tổng lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11.5% khối
lượng.
Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2.8%.
Tổng trọng lượng đo bằng Lactometer không nhỏ hơn 1.029.
Hàm lượng acid (tính theo acid lactic) không nhỏ hơn 0.2%.
Tổng số tạp trùng không được quá 50.000 khuẩn lạc trong
1ml sữa.
Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc/1ml sữa
Không được có vi trùng gây bệnh.

2. Vi sinh vật

Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD. Thường
gặp nhất là Streptococcus diacetylactis và Leuconostos citrovorum. Trong quá
trình lên men, ngoài acid lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi như
aldehyde acetic, diacetyl, acetoin… Các hợp chất này sẽ tạo cho sản phẩm bơ
hương vị đặc trưng.
3. Các phụ gia và gia vị
Chất màu: màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides có trong cream
nguyên liệu quyết định. Thông thường, vào mùa đông hàm lượng các hợp chất trên
trong sữa thấp hơn mùa hè nên bơ thành phẩm có màu nhạt hơn. Người ta cho

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 16

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

phép sử dụng một số chất màu thực phẩm trong sản suất bơ. Ví dụ như ở Pháp, các
chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau đây được phép sử dụng:
- Curcumine (E100)
- Lactoflavin (E101)
- Cochenille (E120)
- Indigotine (E132)
- Chlorophylle (E140)
- Caramel (E150)
- Carbomedicinalis vegetalis (E153)
- Carotenoides (E160)
- Anthocyane (E163)
Chất chống oxy hóa: phổ biến nhất là gallat propyle, gallat octyle, gallat
dodecyle, butyl hydroxy anisol (BHA)
hoặc butyl hydroxy toluen (BHT). Hàm
Sữa tươi
lượng sử dụng thường không quá 0.01%.
Muối NaCl: yêu cầu độ tinh sạch của muối không được thấp hơn 99.7%.
Các gia vị khác: để đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thị trường, nhà sản xuất
có thể sử dụng một số gia vị khác. Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc vào thị hiếu
Ly tâm
người tiêu dùng và quy định của mỗi
nước. Ví dụ như ở Pháp, người ta cho phép
sử dụng những gia vị như: tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh hương…trong sản xuất bơ.

Cream

Sữa gầy

PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
1. Lựa chọn qui trình công nghệ:

Thanh trùng

Vi khuẩn

lactic

Cấy giống

Lên men và xử
lý nhiệt- lạnh

Muối

Tạo hạt bơ
(churning) và xử lý

Bao bì

Bao gói
Sữa bơ
buttermilk

Bơ lên men

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 17

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

2. Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ
2.1 Ly tâm tách béo

Mục đích:
• Tách chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu.
• Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất
lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng
cho các máy móc thiết bị.
Tiến hành:
• Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng
lên đến 55-650C để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm.
• Sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa của thiết bị ly tâm, chảy
theo các rãnh vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa.
Sữa trong thùng quay chuyển động với tốc độ 2-3 cm/s, dưới tác dụng của
lực ly tâm sẽ phân chia sữa. Các cầu mỡ nhẹ hơn nên dưới tác dụng của lực
tâm sẽ chuyển động về phía trục quay tập trung xung quanh trục giữa. Các
cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm, càng xa tâm thì lượng cream
càng giảm dần.
• Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Sữa nguyên liệu
tiếp tục được đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream đến phía trên.
Cream theo một đường riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa
gầy đi qua một đường khác ra ngoài, chảy vào bình đựng sữa gầy. Hàm
lượng chất béo trong sữa gầy là 0.05% và trong cream là 40%.
2.2 Thanh trùng
Mục đích của quá trình thanh trùng là tiêu diệt hệ vi sinh vật và ức chế hoạt
tính các enzyme trong cream. Nhiệt độ thanh trùng thường sử dụng là 90-95 0C
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 18