công nghệ sản xuất bơ

Bơ là sản phẩm chế bíến từ chất béo của sữa.hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm

GVBM : Nhóm thực hiện:

Lê Ngọc TuấnNguyễn Hoàng AnhNguyễn Văn CảnhLê Hoàng Việt

Lịch sử hình thành công nghệ

 Bơ là sản phẩm chế bíến từ chất béo của sữa.hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm.Cĩ nhiều phương pháp khác nhau để phân loại bơ

 Theo Bylund Gosta(1995),dựa vào quy trình sản xuất,người ta chia bơ thành hai nhĩm chính:

 Bơ ngọt(sweet cream butter) hay bơ khơng lên men:trong quy trình sản xuất bơ khơng cĩ quá trình lên men lactic được thực hiện nhờ nhĩm vi khuẩn lactic

 Bơ chua(sour cream butter)hay bơ lên men (cultured cream butter):Quá trình lên men lactic được thực hiện sau quá trình thanh trùng nguyên liệu cream trong quy trình sản xuất nhằm tạo ra hương vị đặc trưng cho sản

 Vịệc sản xuất bơ bắt đầu được công nghiệp hóa kể từ khi Gustaf

de Laval phát minh ra thiết bị chất béo-cream vào năm 1879.Bên cạch đó quá trình thanh trùng nguyên liệu cream được thực hiện

từ những năm 1880 đã cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm Đến năm1890, người ta bắt đầu sử dụng canh trường vi khuẩn lactic thuần khiết trong sản xuất bơ lên men.

 Trước thế kỷ 19,người ta sản xuất bơ từ nguyên liệu váng sữa.Váng sữa thường có độ chua cao do quá

trình tách váng sữa từ sữa tươi được thực hiện nhờ

phương pháp thủ công.Người ta để lắng sữa chua

trong thùng chứa và sự tách pha diễn ra nhờ sự chênh lệch về tỷ trọng giữa chất béo và sữa gầy Thời gian tách pha kéo dài nên hệ vi sinh vật nhiễm trong sữa

sẽ lên men làm tăng giá trị độ chua của sữa gầy và váng sữa,khi đó bơ thành phẩm sẽ có cấu trúc và

hương vị không ổn định

 Ngoài ra người ta có thể phân loại bơ dựa vào lượng muối

– Cream

Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream Các

nhà máy sản xuất bơ cĩ thể thu cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm hoặc thu mua cream từ các nhà máy chế biến sữa khác Trên thị trường hiện nay hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 35-40%

Nguyên liệu trong sản xuất

bơ

 Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu; cảm quan, hoá lí và vi sinh.

 -Trong nhóm chỉ tiêu cảm quan, mùi và vị cream là hai chỉ tiêu quan trọng nhất.cream không được có mùi lạ đặc biệt là mùi

ôi do chất béo bị oxy hóa

 -Đối với các chỉ tiêu lí hóa, ngòai hàm lượng chất béo, người

ta thường quan tâm đến chỉ số iốt của cream Nếu chỉ số iôt quá cao (lớn hơn 42) bơ thành phẩm sẽ có cấu trúc rất mềm Ngược lại nếu chỉ số iốt quá thấp (nhỏ hơn 28) bơ sẽ cứng và khó quết lên bánh khi sử dụng

 Ngoài ra, với sản phẩm bơ lên men, nguyên liệu cream không được chứa các chất kháng sinh và không được nhiễm các chất tẩy rửa công nghiệp Nhưng chất này sẽ ức chế sự hoạt động của vi khuẩn lactic và kéo dài thời gian lên men Hơn nữa, hàm lượng trao đổi chất do giống vi khuẩn tạo ra sẽ

không cân đối và ảnh hưởng không tốt đến hương vị của sản phẩm

 -Hàm lượng VSV trong cream càng thấp càng tốt Người

ta thường chú ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh tổng hợp enzime lipase chịu nhiệt trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các VSV bị tiêu diệt Nhưng

Lipase từ vi khẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạt tính ở 100oC Enzime này xúc tác quá trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu Giải pháp khắc phục hiện tượng này là phải thanh trùng sữa tươi khi mới

nhập về nhà máy và bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4oC) trước khi đem vào chế biến Chế độ thanh trùng là 63-650 trong 15 giây Khi đó nhóm VSV lạnh-nguồn lipase chịu nhiệt đã tiêu diệt hoàn toàn Nêu các nhà máy sản xuất không có điều kiện thanh trùng ngay sữa tươi thu mua thì phải tiến hành làm lạnh

và bảo quản sữa ở 1-4oC Trong thời gian tối đa 24 giờ tiếp theo, ta phải thực hiện quá trình thanh trùng sữa

 Trong trường hợp nhà máy mua cream có chất lượng không tốt như cream có độ chua cao (15-200D) thì cần tiến hành xử lí cream trước khi đưa vào sản xuất bơ.Một trong

những phương pháp xử lí thông dụng là rửa cream bằng

nước sạch với tỉ lệ cream/nước là1/2(v/v) Sau đó, người ta tiến hành li tâm để tách nước Ngoài ra ta còn có thể sử dụng phương pháp trung hòa để làm giảm độ chua của nguyên liệu cream Hóa chất thường dùng là CaO, Ca(OH) 2…

– Vi sinh vật:

 Trong sản xuất bơ lên men, ngươi ta sử dụng vi khuẩn lactic

LD Thường gặp nhất là Streptococcus diacetylactic và

Leuconostoss citrovorum Trong quá trình lên men, ngoài acid

lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi aldehyde acetic, diacetyl,acetoin… Các hợp chất này sẽ tạo cho sản phẩm bơ hương vị đặc trưng

– Các phụ gia:

 Chất màu: màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides

có trong cream nguyên liệu quyết định Thông thường vào mùa đông hàm lựơng các hợp chất trên trong sữa giảm so với mùa hè nên bơ thành phẩm có màu nhạt hơn Người ta cho phép sử dụng một số chất màu thực phẩm trong sản xuất

bơ Ví dụ như ở Pháp, các chất màu có nguồn gốc thiên

nhiên sau đây được sử dụng:

 Chất chống Ôxy hóa: Phổ biến nhất là gallat propyle,

gallat octyl, gallat dodecyle, butyl hydroxy anisol (BHA) hoaec butyl hydroxy toluen (BHT) Hàm lượng sử dụng không được quá 1.01%

 Các gia vị khác: để đa dạng hoá 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 thị hiếu người tiêu dùng và quy định của mỗi nước Ví dụ: ở Pháp, người ta cho sử dụng

nhũng gia vị như tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh hương…trong sản xất bơ

Quy trình coâng ngheä

I. Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men:

Cream Thanh trùng

Cấy Giống

Lên men và xử lý nhiệt-lạnh

Tạo hạt bơ(churning) và

xử lý

Bao gói

Bơ lên men

Vi khuẩn lactic

Nhân giống

Muố i

Bao bì

Sữa bơ (Buttermilk )

Hình 3.28 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất bơ lên men

A. Thanh trùng:

Mục đích của quá trình thanh trùng là tiêu diệt VSV và ức

chế hoạt tính các enzyme trong cream Nhiệt độ thanh trùng cần sử dụng là 90÷95oC trong thời gian 15÷20giây Nếu

cream có chất lượng tốt, người ta thường gia nhiệt nhanh nguyên liệu đến 95oC rồi làm nguội ngay

Nếu tăng nhiệt độ và thời gian thanh trùng thì hiệu quả

của quá trình sẽ tăng Tuy nhiên cream sẽ có mùi nấu và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bơ thành phẩm

Trong trường hợp cream có mùi lạ, người ta sử dụng

phương pháp bài khí trong điều kiện chân không để tách các cấu tử dễ bay hơi ra khỏi cream Quá trình bài khí sẽ được kết hợp thực hiện cùng với quá trình thanh trùng

cream Đầu tiên cream sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng để gia nhiệt lên 78oC Tiếp theo,

cream được đưa vào bồn chân không để thực hiện quá

trình bài khí Áp lực chân không cầu được hiệu chỉnh sao cho nhiệt độ sôi của cream trong bồn dao động quanh giá trị 62oC Khi đó, các cấu tử dễ bay hơi sẽ được tách ra khỏi cream Cuối cùng cream được đưa trở lại hệ thống trao đổi nhiệt bảng mỏng để gia nhiệt tiếp lên đế 95oC rồi làm nguội

Ở châu Âu ,vào mùa hè sữa tươi thường có mùi hành do

B. Cấy giống vi sinh vật

 Các nhà máy sản xuất bơ có thể sử dụng sinh khối vi khuẩn lactic dưới dạng sấy thăng hoa do các hãng chuyên sản xuất giống vinh vật cung cấp Nếu không, họ có thể tự nhân giống

để phục vụ sản xuất

 Môi trường nhân giống phổ biến nhất là sữa gầy.Trước khi nhân giống, sữa gầy được thanh trùng ở 90-95oC trong thời gian 15÷30 phút Ta sử dụng phương pháp nhân giống theo nhiều cấp để có đủ tế bào vi khuẩn cấy vào cream

 Quá trình nhân giống được thực hiện ở 20oC.Thời gian nhân giống cho mỗi cấp từ 7÷10 giờ Canh trường vi sinh vật thu vào có độ chua 18÷20oSH, số lượng tế bào có thể lên

đến109 tế bào/ml Những sản phẩm trao đổi chất quan trọng nhất của vi khẩn trong canh trường là acid lactic, diacetyl và acid acetic Chung sẽ ảnh hưởng đến hương vị bơ thành

phẩm

 Lượng giống VSV cấy vào cream trong sản xuất bơ phụ

thuộc vào chỉ số iod của ngyuên liệu và nhiệt độ lên men Tỷ

lệ giống cấy thường khoảng 1-7% (v/v)

C. Lên men và xử lý nhiệt-lạnh:

Quá trình lên men và xử lý nhiệt lạnh diễn ra song song

 Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị hình trụ, có

cánh khuấy và bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ Vi khuẩn lactic

sẽ sinh tổng hợp acid lactic và sản phẩm trao đổi chất tạo

độ chua và hương vị đặc trưng cho cream

 Sau quá trình lên men, độ chua phần không béo trong

cream cần đạt giá trị xung quanh 360SH, hàm lượng

diacetyl trong cream khoảng 1.0-1.5ppm

 Mục đích của quá trình xử lý nhiêt-lạnh là kết tinh một

lựợng chất béo trong cream

 Thông thường người ta phụ thuộc vào chỉ số iod của cream

để chọn chế độ xử lý nhịệt-lạnh tối ưu Khi đó bơ thành

phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng hay quá mềm

Bảng chế độ xử lý nhiệt-lạnh và giống cấy cho quá trình lên men

cream tương ứng vói chỉ số iod khác nhau của nguyên liệu

(Bylund Gosta,1995).

Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt lạnh (0C) Lượng giống cấy (%v/v)

<2828-2930-3132-3435-3738-39

>40

8-21-208-21-168-20-136-19-126-7-116-15-1020-8-11

12-355675

 Trong quá trình thanh trùng cream, tất cả dầu béo đều ở trạng thái lỏng Khi làm nguội cream xuống 40oC, một số phân tử béo bắt đầu kết tinh Nếu ta làm nguội cream xuống nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng các tinh thể béo sẽ lần lượt với độ tinh khiết cao

 Trong thực tế sản xuất, ta cần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp làm nguội nhanh

 Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo trong cream

sẽ diễn ra nhanh Tuy nhiên, trong trường hợp này, một số tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh khiết cao và

được gọi là “tinh thể hỗn hợp” (mixed crytals)

 Khi đó tỉ lệ giữa khối lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong cream sẽ giảm và bơ thành phẩm

có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh khi sữ dụng

 Để khắc phúc hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ cream

để kết tinh một phần chất béo, người ta nâng dần nhiệt độ lên

để các triglycerid có điểm nóng chảy thấp sẽ hóa lỏng và tách

ra khỏi các “tinh thể hỗn hợp” Cuối cùng, tiến hành hạ nhiệt

độ cream nhưng không quá thấp như ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên để tái kết tinh chất béo Khi đó một số triglycerid sẽ tiếp tục kết tinh, tuy nhiên độ tinh khiết của các tinh thể trong

cream sẽ tăng, số “tinh thể hỗn hợp giảm” Ta có thể đạt

Bảng 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ lượng chất béo lỏng và chất béo rắn trong

cream đến độ cứng của bơ thành phẩm (luquet, 1985)

Lượng chất béo

lỏng

Lượng chất béo rắn(% so với tổng khối lượng chất béo)

Cấu trúc bơ thành

phẩm

85556565÷78

154522÷35

Bơ mềm

Bơ cứng

Bơ có nồng độ cứng vừa phải

Sau cùng, người ta hạ nhiệt độ hỗn hợp xuống 5÷60C và giữ trong khoảng 2 giờ Theo Luquet (1985), giải pháp kỹ thuật này sẽ làm giảm độ tổn thất chất béo theo sữa bơ ở giai đoạn tạo hạt bơ tiếp theo

D Tạo hạt bơ (churning) và xử lý:

Quá trình tạo bơ và xử lý có thể thực hiện theo phương pháp

gián đoạn hoặc liên tục với công đoạn sau đây:

 Khuấy đảo (churning) hỗn hợp cream có chứa các tinh thể

chất béo để biến chúng thành các tinh thể hạt bơ và sữa

bơ (buttermilk)

 Tách sữa bơ để thu nhận các hạt bơ

 Xử lý các hạt bơ riêng lẻ để tạo thành một khối kết dính

 Bổ sung muối và phân bố đều trong toàn bộ khối bơ

 Hiệu chỉnh độ ẩm và phân bố đều trong các hạt nước nhỏ li

ti trong toàn bộ khối sản phẩm

 Xử lý chân không để làm giảm lượng khí có trong khối bơ

 Phương pháp gián đoạn:

Thiết bị khuấy đảo cream hay còn gọi là thiết bị đánh cream (churn) có những hình dạng khác nhau như hình trụ đứng – đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp…

Hình 3.29 giới thiệu một số kiểu hình thiết bị thường gặp

 Khi quá trình tạo bơ kết thúc, hổn hợp trong thiết bị gồm hai phần: các hạt bơ (butter grains) và sữa bơ (buttermilk).

 Tiếp theo giai đọan tách sữa bơ ra khỏi thiết bị, người ta

thường dùng nuớc vô trùng để rửa các hạt bơ nhằm lọai bỏ các hợp chất hòa tan trong sữa bơ còn bám trên bề mặt các hạt bơ Sau đó là đến giai đọan tách nước và bổ sung thêm muối.các hạt bơ sẽ được nén ép để tạo thành một khối đồng nhất

 Sau cùng là giai đọan làm giảm lượng khí tự do có trong khối bơ(nếu cần)

E. Bao gói:

Hiện nay, quá trình bao gói sản phẩm thường được thực hiên trên hệ thống thiết bị tự động làm việc Bơ thường

được tạo hình dạng khối chữ nhật với khối lượng 250g

hoặc 500g Loại bao bì thích hợp nhất là giấy nhôm hoặc hộp plastic do chúng ngăn cản được ánh sáng, ẩm hạn chế tối đa sự tổn thất các cấu tử hương có trong bơ Sản phẩm

bơ bao gói trong giấy nhôm hoặc plastic tiếp tục được xếp vào trong những thùng carton rồi đem bảo quản trong kho lạnh.

II. Quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men:

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men tương tự như đối với sản phẩm bơ lên men

nhưng đơn giản hơn Ta bỏ qua hai giai đoạn cấy giống

và lên men Như vậy, nguyên liệu cream sau khi qua

thanh trùng sẽ được đem đi xử lý nhiệt lạnh tạo một số tinh thể chất béo và để đạt được tỷ lệ thích hợp giữa

lượng chất béo dạng lỏng và lượng chất béo dạng tinh thể Sau đó, hỗn hợp được dựa vào hệ thống thiết bị hoạt động liên tục để tạo hạt bơ và xử lý bơ thành phẩm

Sản phẩm bơ

Người ta đánh giá chất lượng bơ dựa vào các chỉ tiêu cảm quan hĩa lý và vi sinh:

  Chỉ tiêu cảm quan: Phổ biến nhất là màu sắc, mùi vị vủa

bơ Ngồi ra, người ta cịn đánh giá cảm quan cấu trúc của sản phẩm (độ cứng, độ dẻo…) bằng cách phết bơ lên bánh rồi quan sát

  Chỉ tiêu hĩa lý: Hàm lượng chất béo trong sản phẩm, độ

ẩm, hàm lượng các chất rắn khơng béo, hàm lượng muối, độ chua…

Tùy theo quy định của mỗi nứơc và mỗi cơ sở sản xuất

mà các chỉ tiêu hĩa lý cĩ thể dao động trong những khoảng khác nhau Thơng thường, độ ẩm tối đa trong bơ là 18%,

lượng chất béo tối thiểu 80÷82% Ngồi ra bơ cịn cĩ muối NaCl, protein, các vitamin tan trong chất béo như A, D…

  Chỉ tiêu vi sinh: Gồm các chỉ tiêu cơ bản như tổng số vi

khuẩn, nấm men và nấm sợi Trong nhóm vi sinh vật gây

bệnh, người ta quan tâm đến Salmonella và Listeria Chúng không có mặt trong bơ thành phẩm

Bơ thường được bảo quản ở nhiệt độ 5oC Thời gian bảo quản có thể kéo dài vài tháng Theo Vierling (1999) người

ta có thể sử dụng nhiệt độ thấp hơn -15oC để kéo dài hơn

nữa thời gian bảo quản bơ

Trong quá trình bảo quản bơ, một số biến đổi có thể diễn

ra Quan trọng nhất là sự Oxy hóa chất béo tạo nên các hợp chất peroxyde gây mùi khó chịu và làm giảm giá trị dinh