ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG SỮA

Enzyme Lipase: thuỷ phân chất béo sữa giải phóng glyceride, acid béo tự do tạo mùi khó chịu Protease: hình thành tự nhiên trong sữa và không bị phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ th

BÁO CÁO MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA

ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG SỮA

NỘI DUNG

Tổng quan về sữa

Đặc điểm của sữa tiệt trùng

Các phương pháp tiệt trùng sữa Bao bì giấy tiệt trùng

Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy

từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể nhất là đối với

trẻ sơ sinh

Sữa tiệt trùng hiện nay được phân thành 3 loại chính dựa trên nguyên liệu sữa sử dụng: Sữa tươi nguyên chất tiệt trùng, Sữa tươi tiệt trùng, Sữa hoàn nguyên tiệt trùng

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Di truyền

Giai đoạn của chu kỳ cho sữa

Tuổi

Viêm nhiễm tuyến vú Dinh dưỡng

Môi trường

Tiến trình

vắt sữa

Hệ VSV trong sữa

Trạng thái vật lí của sữa

Thành phần hóa học của sữa

Phương pháp tiệt trùng sữa

TÍNH CHẤT VẬT LÝ

THÀNH PHẦN HÓA HỌC

Nước

• Thành phần chính của sữa, chiếm khoảng 85-89%

• Dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ

• Môi trường cho các phản ứng sinh hóa

Lipit

• Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng

• Chất béo sữa tồn tại dưới dạng các cầu mỡ Phân tán trong sữa dưới dạng nhũ tương khá bền vững

• Thành phần: glycerol, 18 loại acid béo, Cholesterol, Vitamin: A,D,E,K

Hợp chất

Nitơ

• Nitơ phi protein: 5%: ure, axit uric Các nucleotid, các aa tự do

• Nitơ Protein: 95% Casein :75-80%: S1, S2,  và  ; Whey protein : lactalbumin, lactoglobulin,

immunoglobulin,protein màng bao cầu mỡ

• Có 19 loại axit amin khác nhau, acid amin không thay thế; valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan và lyzin

Glucid

• Chủ yếu là lactose, hoảng 4.5-5.1%, sữa bò hàm lượng khoảng 4.9%

• Vi khuẩn có thể chuyển hoá lactose thành đường đơn trong quá trình lên men

• Có nhiều ứng dụng quan trọng

Vitamin

• Tan trong chất béo: A, D, E,K

• Tan trong nước : B1, C, PP

Chất

khoáng

• Có thể thỏa mãn đầy đủ nhu cầu về chất khoáng cho cơ thể

• Hàm lượng khoảng 0.6-0.8%, gồm kali, canxi, natri, magiê, sắt, muối photphat, clorua

Enzyme

Lipase: thuỷ phân chất béo sữa giải phóng glyceride, acid béo tự do tạo mùi khó chịu

Protease: hình thành tự nhiên trong sữa và không bị phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng (76-78°C), có thể tạo vị đắng

trong sữa

Phosphatase: thuỷ phân liên kết ester với gốc phosphate, xúc tác quá trình thủy phân photpho glycerin, tạo glycerin, acid béo, acid photphatrit , 1 số sản phẩm

khác

Peroxidase: đã có mặt trong sữa tươi mới vắt, chưa khử trùng Xúc tác quá trình oxi hóa chất béo, làm cho chất lượng của sữa

giảm

Lactase: phân hủy lactose thành

glucose và galactose

Nấm mốc

Mucor, Aspergillus,

Penicillum, thường tạo

nên trên bề mặt bơ,

phomai những vết màu

khác nhau và gây mùi

ôi

Endomyces lactic tạo

màng trắng trên bề mặt

phomai, bơ, có thể mọc

sâu trong sản phẩm ở

lớp gần bề mặt

Odium lactic: tạo nên bề

mặt váng chua một lớp

trắng, đặc biệt là có mùi

thơm như sản phẩm lên

men lactic Mốc này

thường gây ôi lipid trong

sữa

Nấm men

Lên men đường thành carbonic và

rượu

Mycoderma có khả năng tạo enzyme phân huỷ protein và lipid tạo nên vị đắng trong các sản phẩm sữa

Sacharomyses, Torula

VI SINH VẬT TRONG SỮA

Vi khuẩn

Nhóm vi khuẩn Lactic

Streptococcus Lactic: lên

men glucose, galactose, dextrin, không lên men saccharose

Streptococus Cremoris: chọ

sản phẩm có mùi dễ chịu và làm cho sữa có độ chua thấp

hơn

Các vi khuẩn sinh hương: tạo nhiều acid dễ bay hơi acid acetic, acid propiọnic và các chất thơm khác diacetyl, ster

Vi khuẩn gây thối

Tạo enzyme phân huỷ protein, giải phóng pepton thành các acid tự do và amoniac

Loại hiếu khí: Bacterium Flourescen…

Loại yếm khí: Bacterium Putrificus…

Vi khuẩn gây bệnh Nhiễm từ người hoặc động vật: Samonella typhi…

NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA SỮA

• Sự ôi hóa amino acid dưới tác dụng của ánh sáng

• Gây ra mùi khó chịu

Ôi hóa chất

béo

• Acid béo được thuỷ

phân qua nhiều giai đoạn đến sản phẩm sau cùng tạo C02, peroxyt,

xeton làm sữa có mùi khó chịu

Phân giải lipit

• Phân cắt chất béo thành glycerol và acid béo tạo mùi vị chua của acid béo

tự do thấp phân tử

• Dưới tác dụng của enzim lipaza

Tác động của nhiệt độ cao đến các thành

Ở nhiệt độ rất cao

mới có thể xuất hiện

các thay đổi về thành

phần như tạo ra 1 vài

loại axit không no

mạch ngắn

Các chất chứa nitơ

Các protein hòa tan đều bị biến tính 1 chiều bắt đầu từ

60𝑜𝐶 trong vài phút

Làm giải phóng các gốc -SH tự do từ các axit amin chứa S

Đường lactoza

Đun nóng sữa ˃100

độ C trong 1 thời gian, lactoza bị phân hủy tạo thành các axit hữu cơ, các loại rượu và aldehyt

Dễ gây phản ứng Maillard gây biến

màu sữa

• 75 độ C enzym photphataza bị phá hủy tức khắc

• 80-82 độ C phá hủy enzym reductaza và peroxydaza trong vài giây

• 85-90 độ C tiêu diệt đƣợc 1 vài enzym lipaza

ĐẶC ĐIỂM CỦA SỮA TIỆT TRÙNG

Quy trình chế biến và đóng gói của công nghệ tiệt trùng, theo một hệ thống vô trùng khép kín

Tồn trữ được trong thời gian 6 tháng đến 1 năm ở nhiệt độ bình thường mà không cần chất bảo quản

Quá trình làm nóng hay làm lạnh sản phẩm cực nhanh giúp tiêu diệt hay làm tê liệt hoạt động của các vsv gây hại

Thành phần hóa học của sữa ít bị biến đổi hơn, lượng vi chất mất đi ít hơn nên sản phẩm sữa tiệt trùng vẫn giữ được nhiều chất dinh dưỡng

Khả năng chịu nhiệt của sữa

• Do quá trình tiệt trùng sữa ở nhiệt độ siêu cao nên nguyên liệu sữa phải có khả năng chịu nhiệt thì mới

có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu công nghệ

• Biện pháp kiểm tra khả năng chịu nhiệt của sữa:

+Sử dụng dung dịch 𝐶𝑎𝐶𝑙2 1%

+Rƣợu etylic 75%

+Đun sữa ở 130:C trong 20 phút

Nếu sữa không bị đông tụ chứng tỏ khả năng chịu nhiệt tốt

CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỆT TRÙNG

SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sữa tươi

Đồng hóa Kiểm tra

Rót sản phẩm

Gia nhiệt Chuẩn hóa Làm lạnh

Bao bì thủy tinh hay nhựa

Tiệt trùng

Sữa tiệt trùng

Kiểm tra

Làm nguội Bảo quản

Ly tâm

Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì (Hydrostatic)

Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt

trùng ngoài bao bì UHT

Sữa tươi

Tiệt trùng UHT Kiểm tra

Đồng hóa

Gia nhiệt Chuẩn hóa

-Sự xuất hiện lớp váng trên bề mặt

-Làm giảm phản ứng oxy hóa chất béo

-Ức chế vi sinh vật

Thông số công nghệ: t0 = 4-60C

Tiêu chuẩn hóa

• Mục đích: Điều chỉnh hàm

lƣợng chất béo

• Các biến đổi:

Vật lí: Tỉ trọng Hệ số truyền nhiệt

Giảm khi hàm lƣợng chất béo tăng

Thông số công nghệ:

- t0 = 40-450C

- Hàm lựơng chất béo sau chuẩn hóa = 3,2%

Gia nhiệt

• Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình đồng hóa

• Các biến đổi: Nhiệt độ, độ nhớt,…

• Thiết bị: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

t0 = 60 – 750C

•Nhiệt độ tăng

•Diện tích bề mặt tiếp xúc tăng

Thông số kĩ thuật:

v1=200-300m/s t0 = 65-700C

p = 150-200 bar

•Phản ứng phân hủy Vitamin

•Phản ứng oxy hóa chất béo

•Biến tính protein

•Bốc hơi nước

•Bài khí

•Ngưng tụ

•Tế bào vi sinh vật và enzyme bị vô hoạt

Làm nguội

• Mục đích: Chuẩn bị cho rót hộp (trong bao bì)

• Các biến đổi: Nhiệt độ giảm

• Thiết bị: Dùng thiết bị trao đổi nhiệt

• Thông số kĩ thuật: Giảm xuống t0 = 200C

Bảo quản

• Mục đích: Bảo quản sản phẩm

• Điều kiện bảo quản:

- Bảo quản sữa tươi tiệt trùng ở nhiệt độ thường, nơi khô, sạch, mát, tránh ánh sáng mặt trời

Thiết bị

TIỆT TRÙNG TRONG BAO BÌ

Static retort (không lắc đảo) dùng hơi -

Nhiệt độ khoảng 110-120: C , trong thời gian 15-40’

BẢNG SO SÁNH

Đặc điểm:

Thiết bị có thân hình trụ đứng hoặc ngang, đáy

nắp hình chỏm cầu , bên trong có bàn xoay,

giúp đảo trộn sữa trong từng bao bì, dưới đáy

có lắp ống phun hơi nóng để tiệt trùng

Đặc điểm:

Thân thiết bị đặt nằm ngang, bên trong không

có giá đỡ sản phẩm mà có đường rây cho xe đựng sản phẩm đẩy vào

Ưu điểm:

- Không phụ thuộc vào hình dạng, kích thước

của bao bì

- Thích hợp với nhiều loại tác nhân gia nhiệt

Ưu điểm:

- Do có sự lắc đảo nên gia tăng sự chuyến động của thực phẩm bên trong hộp -> gia nhiệt đồng đều hơn

- Tăng tôc độ truyên nhiệt

Nhươc điểm:

- Gia nhiệt không đông đêu, tôc độ truyên nhiệt

kém -> tôn nhiêu năng lượng hơn

Nhươc điểm:

- Phụ thuộc kích thước, khối lượng sản phâm, bao bì

Bộ phận chính là 5 bánh xe được kết nối với nhau bằng hệ thống băng tải dạng ống lưới Bao bì chứa sữa được nạp vào trong các ống lưới của băng tải Hệ thống băng tải sẽ đưa sữa đi từ vùng gia nhiệt , qua vùng tiệt trùng đến vùng làm nguội.Chiều cao cột nước

thủy lực được điều chỉnh để hiệu chỉnh nhiệt độ tại các vùng khác nhau Sữa sẽ được làm nguội hoàn tất trong bể nước lạnh trước khi ra khỏi thiết bị.Vùng tiệt trùng có nhiệt độ khoảng 115-125⁰ C trong thời gian 20-30’

HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC

Thiết bị Tiệt trùng Hydrostatic ( thủy lực)

- Hạn chế sự thay đổi đột ngột

về áp suất và nhiệt độ cho sữa

trong quá trình tiệt trùng

- Có thể sử dụng cho nhiều

loại bao bì với kích thước và

kiều dáng khác nhau

- Quá trình tiệt trùng được

điều khiến với mức độ tự động

hóa cao, các thông số kỹ thuật

của quá trình được kiểm tra dễ

dàng chính xác

- Kết quả sử dụng hiệu quả cả

hai tác nhân là nước nóng và

hơi để tiêu diệt vsv và ức chế

enzyme

- Ít chiếm diện tích nhà xưởng

- Công suất thiết bị lớn

- Chiều cao lớn gây khó khăn trong quá trình vận chuyển thiết bị

- Hoạt động liên tục với nhiều sản phấm trên băng chuyền nên nếu xảy ra sự

cố ở một công đoạn sản xuất nào đó trước quá trình tiệt trùng sẽ làm gián đoạn hoạt động của thiết bị

-Giá thành cao, chỉ thích hợp cho nhà máy công suất lớn

Thiết bị Tiệt trùng Hydrolock

Đặc điểm: Thiết bị dạng hình trụ được chia

làm 2 khoang: Khoang gia nhiệt & giữ nhiệt

và khoang làm nguội được ngăn cách bằng tấm cách nhiệt, liên thông với nhau qua băng chuyền Sữa được đặt trong băng chuyền

dạng ống lưới Sau khi được gia nhiệt bằng hơi nước ở khoang gia nhiệt & giữ nhiệt sữa được đưa vào khoang làm nguội bằng

nước.Vùng tiệt trùng có nhiệt độ 132-140⁰C

trong thời gian 10-12’

Ưu điểm:

-Tiệt trùng trong thời gian ngắn

- Quá trình liên tục

- Dễ vận hành do có thể điều khiến 3 thông số

kỹ thuật là áp suất, nhiệt độ tiệt trùng và nhiệt

độ làm nguội một cách độc lập

-Dễ bảo trì thiết bị

- Dễ lắp đặt , thiết bị hydrolock không yêu cầu đặc biệt nào

Sơ đồ Thiết bị tiệt trùng gián tiếp

trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

lồng ống

-Với phương pháp này thiết

bị gia nhiệt và sản phẩm không tiếp xúc trực tiếp với nhau, cách nhau bởi các thiết

bị tiếp xúc bề mặt

-Tác nhân gia nhiệt là nước nóng và hơi, tác nhân làm nguội là nước lạnh.Qúa trình tiệt trùng UHT sử dụng nhiệt

độ cao trong thời gian rất ngắn : Nhiệt độ 135- 1450C , thời gian: 3-5 s

TIỆT TRÙNG NGOÀI BAO BÌ

TIỆT TRÙNG GIÁN TIẾP

TIỆT TRÙNG GIÁN TIẾP

• Có nhiều kiểu trao đổi nhiệt được áp dụng:

+ Dạng bản mỏng: Vận tốc chất lỏng thấp nên việc gia nhiệt không đều Phương pháp này

giúp tiết kiệm không gian tầng,dễ dàng kiểm tra và có khả năng tái sinh

+Dạng ống: Do thiết bị không bị bịt kín như

dạng bản mỏng nên chịu được áp suất cao do

đó tốc độ dòng chảy sẽ cao hơn nhiệt độ đạt được cao hơn Trao đổi nhiệt diễn ra đồng đều nhưng khó kiểm tra

TIỆT TRÙNG TRỰC TIẾP

Sơ đồ quá trình tiệt trùng trực tiếp bằng

hơi kết hợp với thiết bị trao đổi nhiệt dạng

bản mỏng

-Sản phẩm được gia nhiệt bằng cách tiếp xúc trực tiếp với hơi nước vô trùng

Có 2 phương pháp tiệt trùng trực tiếp:

+ Sử dụng vòi phun hơi nước để đưa hơi nước áp suất cao vào chất lỏng đã được gia nhiệt trước để

nhiệt độ sản phẩm tăng lên

1 cách nhanh chóng

+ Dòng sản phẩm sẽ được bơm vào buồng chứa hơi nước áp suất cao bằng vòi

Nhận xét

Trong bao bì Ngoài bao bì

Trực tiếp Gián tiếp

•Thời gian tiệt

•Ưu điểm: Gia nhiệt và làm

nguội nhanh ít bị biến đổi, hư hỏng về mặt cảm quan trong suốt quá trình gia nhiệt

- Tiết kiệm năng lượng ( ít tổn thất hơi)

•Nhược điểm: Khó kiểm soát

quá trình

-Cần kiểm tra hơi trước khi đưa vào sử dụng

-Sản phẩm bị pha loãng

-Không tái sử dụng hơi

•Ưu điểm: Có thể

điều khiển nhiệt độ của sữa khi gia

nhiệt

- Không làm cháy sản phẩm

- Tiết kiệm năng lượng

•Nhược điểm: Sản

phẩm có thể bị biến đổi chút ít

Lớp nhựa ( 24% ): 2 lớp mỏng

Lớp nằm trong cùng có nhiệm vụ tạo thanh lớp vỏ bọc cho thực phẩm

Lớp nhựa ngoài cùng là lớp bảo vệ cho bao bì khôn thấm nước và tạo thành bề mặt in ấn độc đáo, cung cấp thông tin và hình ảnh của sản phẩm

Một số sản phẩm sữa tiệt trùng

Tài liệu tham khảo

1 Lâm Xuân Thanh, công nghệ sản xuất các sản phẩm

sữa, nhà xuất bản khoa học tự nhiên

2 Lê Văn Việt Mẫn, công nghệ chế biến thực phẩm,

nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 2011

3 Lê Văn Việt Mẫn, công nghệ sản xuất các sản phẩm

từ sữa và thức uống pha chế tập 1, nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 2011

4 www.dairyvietnam.com