ĐỒ án CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM tìm HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ sản SUẤT sữa CHUA 6 tấn NGÀY

Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, người tiêu dùng càng quan tâm đến sức khỏe của mình hơn và sữa chua là một trong số nhiều sản phẩm được người tiêu dùng hướng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 6

I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CỦA SỮA CHUA 7

1.1 Tổng quan về sữa chua: 7

1.2 Phân loại sữa chua: 7

1.2.1 Dựa vào bản chất vật lý của sản phẩm: 7

1.2.2 Dựa vào cơ sở thành phần hóa học hoặc hàm lượng béo: 9

1.2.3 Dựa vào hương vị: 10

1.3 Một số lơi ích của sữa chua: 11

II NỘI DUNG CHÍNH 13

2.1 Tổng quan về nguyên liệu: 13

2.1.1 Nguyên liệu chính: 13

2.1.2 Nguyên liệu phụ: 23

2.1.2.1 Chất tạo ngọt: 23

2.1.2.2 Chất nhũ hóa: 24

2.1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính, phụ: 24

2.1.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính: 24

2.1.3.2 Tiêu chuẩn nguyên liệu phụ: 26

2.2 Quy trình sản xuất: 31

2.2.1 Tiêu chuẩn về sản phẩm sữa chua 31

2.2.2 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa chua 35

2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua 36

2.2.4.1 Lọc 1 37

2.2.4.2 Chuẩn hoá 37

2.2.4.3 Trộn hòa tan 39

2.2.4.4 Lọc2 39

2.2.4.5 Bài khí 40

2.2.4.6 Đồng hoá 41

2.2.4.7 Thanh trùng 42

2.2.4.8 Làm nguội 43

2.2.4.9 Cấy giống vi khuẩn Lactic 43

2.2.4.10 Giai đoạn lên men - khuấy - làm lạnh 45

2.2.4.11 Giai đoạn chiết rót 46

2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến các quá trình trong quy trình sản xuất .48

2.2.5.1 Chuẩn hóa .48

2.2.5.2 Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô (SNF) .48

2.2.5.3 Bài khí .49

2.2.5.4 Đồng hóa .50

2.2.5.5 Thanh trùng .51

2.2.5.6 Cấy giống và phối trộn 53

2.2.5.7 Lên men .55

2.2.5.8 Làm lạnh 57

2.2.6 Các sự cố xảy ra trong quá trình sản xuất 59

2.2.7 Sơ đồ công nghệ một số thiết bị chính 61

III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 67

3.1 Các thông số ban đầu: 67

3.2 Thông số qua các quá trình: 68

3.3 Thông số về sản phẩm: 68

3.4 Tính toán đơn vị sản phẩm: 74

IV LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT 75

V TỔNG KẾT 83

LỜI MỞ ĐẦU Sữa là sản phẩm cung cấp gần như đầy đủ chất dinh dưỡng cho con người Vì vậy nó là nguồn thực phẩm rất quan trọng và không thể thiếu đối với con người Đặc biệt sản phẩm yaourt rất có lợi cho hệ tiêu hóa Do đó, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm nói chung, công nghiệp chế biến sữa nói riêng cũng đã và đang phát triển

Sữa chua ngày nay đã trở thành một sản phẩm phổ biến trên thị trường và được mọi người ưa thích Không những thơm ngon, bổ dưỡng mà sữa chua còn đem lại một số lượng lớn lợi khuẩn cho đường ruột Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, người tiêu dùng càng quan tâm đến sức khỏe của mình hơn và sữa chua là một trong số nhiều sản phẩm được người tiêu dùng hướng đến

để cải thiện sức khỏe bản thân

Trong những năm gần đây, sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn trên khắp thế giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ vì giá trị dinh dưỡng mà còn các ưu điểm như giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng

và đặc biệt là hương vị đặc trưng mà các vi sinh vật lên men lactic trên sữa mang lại cho sữa chua

Với những lợi ích về dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế to lớn mà sữa chua đem lại, không gì ngạc nhiên khi sữa chua trở thành một trong những đề tài nghiên cứu đáng quan tâm Để hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất sữa chua cũng như cách tính toán nguyên liệu, thành phẩm Vì vậy em quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất sữa chua 6 tấn/ngày”

1.1 Tổng quan về sữa chua:

Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện cách đây hàng ngàn năm Ngày xưa, người ta nuôi dê và cừu rồi lấy sữa của chúng dự trữ trong các bầu chứa nước, đến thời tiết ấm áp, sữa được dữ trữ trở nên vón cục

Và điều này đã khởi đầu cho kỷ nguyên của thực phẩm sữa chua

Sữa chua (còn gọi là yogourt, yogout, yoghurt) là sản phẩm lên men dạng bán rắn, được sử dụng rộng rãi vì hương vị, tính chất dinh dưỡng của nó, khả năng tiêu hóa cao, dễ hấp thu và rất tốt cho đường ruột

Sử dụng các sản phẩm sữa lên men có tác dụng kích thích sự tiết dịch vị, kích thích trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối ở ruột

Sữa chua có thể sản xuất từ các nguồn sữa khác nhau: sữa tươi Sữa tách béo, sữa đặc, sữa bột, …

Thị trường sữa chua Việt Nam sẽ phát triển mạnh trong thời gian tới

Các sản phẩm sữa chua tại thị trường Việt rất có tiềm năng phát triển Theo số liệu thống kê của Euromonitor International, doanh thu từ sữa chua tại Việt Nam năm 2010 đạt 3.300 tỷ đồng, năm 2012 là 5.737 tỷ đồng, còn qua năm 2013 ước đạt khoảng 12.465 tỷ đồng Sự tăng trưởng này cho thấy xu hướng người tiêu dùng ngày càng chú trọng về các sản phẩm sữa chua Đây cũng là cơ hội tốt cho các doanh nghiệp cung cấp và sản xuất sữa chua tại Việt Nam

1.2 Phân loại sữa chua:

1.2.1 Dựa vào bản chất vật lý của sản phẩm:

a Yogourt truyền thống (set type):

Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu khi được

xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông (coagulum) và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

b Yogourt dạng khuấy (stirred type):

Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do

sự khuấy trộn cơ học Yogourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như sản phẩm truyền thống

c Yogourt uống (drinking type) hay yogourt dạng lỏng:

Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sau quá trình lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hay phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

Hình 1: Một số sản phẩm sữa chua dạng uống

d Yogourt đông lạnh (frozen type):

Sản phẩm có dạng tương tự như kem Quá trình lên men sữa sẽ được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói

Quá trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men, cô đặc, làm lạnh, bao gói Trong quá trình cô đặc người ta tách bớt huyết thanh ra khỏi sản phẩm

1.2.2 Dựa vào cơ sở thành phần hóa học hoặc hàm lượng béo:

Một phân loại khác cho yaourt là dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm Lượng chất béo trong sản phẩm Lượng chất béo trong yaourt có thể dao động từ 0-10%, thông thường là từ 0,5 – 3,5%.Theo Tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có thể được chia thành ba nhóm:

 Yaour béo (fat yaourt)

 Yaourt bán gầy (partially skimmed yaourt)

 Yaourt gầy (skimmed yaourt)

a Yogourt béo (fat yogourt):

Hàm lượng béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%

b Yogourt “bán gầy” (partially skimmed yogourt):

Hàm lượng chất béo trong khoảng 0.5-3.0%

c Yogourt gầy (skimmed yogourt):

Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0.5%

1.2.3 Dựa vào hương vị:

a Tự nhiên: mùi của sản phẩm hình thành tự nhiên

Hình 2: Một số sản phẩm sữa chua hương tự nhiên

b Trái cây: trái cây các loại như thơm, dâu, sơ ri, táo,… được bổ sung vào

yogourt thường dưới dạng purée

Hình 3: Sữa chua TH true milk hương trái cây

Hình 4: Sữa chua Vinamilk hương trái cây

c Hương liệu: một số sản phẩm còn được bổ sung hương liệu và chất màu trong

quá trình sản xuất

1.3 Một số lơi ích của sữa chua:

Trong 100g sữa chua chứa khoảng:

 Canxi và một số loại vitamin

a Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột:

Mỗi hộp sữa chua đều có các men vi sinh có ích sống trong đường tiêu hóa Điều này giúp hạn chế các vi sinh vật gây hại có thể gây nhiễm trùng đường ruột,

vì vậy tích cực ăn nhiều sữa chua để nhận được nhiều men vi sinh có ích giúp điều chỉnh tiêu hóa hoặc tăng cường hệ thống miễn dịch

b Giảm kích thước vòng eo:

Ăn sữa chua đều đặn hàng ngày có thể giảm kích thước vòng eo Được biết những người ăn nhiều sữa chua khi kết hợp cùng chế độ cắt giảm số lượng calo

giúp giảm 22% kích cỡ vòng eo so với những người ăn kiêng đã bỏ qua các bữa ăn nhẹ với sữa chua

c Chứa nhiều các vitamin:

Ăn sữa chua giúp cung cấp một nguồn quan trọng của kali, riboflavin, phốt pho, iốt, kẽm và vitamin B5 Sữa chua cũng chứa B12 giúp duy trì các tế bào máu đỏ và giữ cho hệ thống thần kinh hoạt động tốt Những vitamin B12 này được tìm thấy chủ yếu ở các sản phẩm động vật, chẳng hạn như thịt gà và cá vì thế nó cung cấp nhiều dưỡng chất Các vitamin D có trong sữa chua không phải là tự nhiên, nhưng

nó giúp tăng cường hấp thu canxi cho cơ thể

d Khôi phục sức khỏe nhanh hơn:

Với tỷ lệ đạm và carbohydrates cao, sữa chua còn giàu protein cao nên nó được coi là một bữa ăn nhẹ rất tốt cho cơ thể những lúc mệt mỏi hoặc ăn sau khi luyện tập thể dục thể thao Ngoài ra, các protein trong sữa chua cũng có thể giúp tăng lượng nước hấp thụ ruột, cải thiện tình trạng ẩm hóa cho làn da

e Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp:

Việc tiêu thụ muối mỗi ngày bằng cách này hay cách khác theo thời gian đều có thể dẫn đến tăng huyết áp, suy thận và bệnh tim Nhưng chỉ cần tiêu thụ sữa chua thì các kali trong sữa chua có thể giúp xóa sạch một số natri dư thừa của cơ thể

2.1 Tổng quan về nguyên liệu:

2.1.1 Nguyên liệu chính:

a Sữa bò tươi:

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của con cái thuộc động vật có vú; cung cấp nguồn dinh dưỡng đầy đủ, thiết yếu để nuôi con trong giai đoạn đầu đời, trước khi con non có thể tiêu hoá các loại thức ăn khác

Sữa trong giai đoạn đầu (4 - 7 ngày)

của chu kỳ sữa (chu kỳ sữa là khoảng thời

gian từ khi bắt đầu tiết sữa - sau khi đẻ, đến

khi kết thúc tiết sữa - cạn sữa) được gọi là sữa

non Sữa non có thành phần khác rất nhiều so

với sữa thường, nó rất giàu protein, chất béo

no, canxi, vitamin để con non dễ dàng hấp thu

trong điều kiện hệ tiêu hoá chưa phát triển;

đặc biệt nó chứa kháng thể từ cơ thể mẹ

truyền sang, giúp con non chống chịu lại bệnh

tật trong giai đoạn đầu khi cơ chế miễn dịch

chưa được hoàn thiện Tuy nhiên, sữa non

không được sử dụng trong chế biến thành sữa

thành phẩm do cấu trúc protein yếu, dễ bị biến đổi do nhiệt (xử lí nhiệt là khâu đầu tiên trong chế biến tất cả các loại sản phẩm sữa)

Con người đã biết cách chăn nuôi một số loài động vật để khai thác sữa, phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng thực phẩm của mình từ lúc còn rất sơ khai Bò là loài động vật đầu tiên được sử dụng với mục đích khai thác sữa, sau hàng ngàn năm thuần hoá và lai tạo, đến nay nhiều giống bò chuyên dụng sản xuất sữa đã được tạo ra Hiện tại, bò sữa

là loài động vật sản xuất sữa phổ biết nhất, phần lớn sữa được sản xuất ra trên thế giới

có nguồn gốc từ bò sữa Ngoài ra có thể kể đến một số loài động vật sản xuất sữa cũng

Hình 5: Sữa tươi

khá phổ biến như dê, cừu, trâu, tuy nhiên khả năng sản xuất sữa của các loài này nhỏ hơn rất nhiều so với bò sữa

Ở nước ta, sữa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm Sữa bò tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:

- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt

- Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage)

- Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin,…)

- Không chứa các enzyme

- Không chứa dư lượng hoá chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa

Hai chỉ tiêu quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm lượng chất khô không béo

Tính chất vật lý của sữa bò:

- Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và môt số chất khoáng trong sữa tạo nên

- Sữa có màu trắng đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng beta - carotene

có trong chất béo của sữa

- Sữa có mùi đặc trưng, có vị ngọt nhẹ

- Có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau:

Thành phần hóa học của 1000ml sữa bò

sinh học

Số lượng nhỏ

 Tổng hàm lượng chất khô:

Tổng các chất khô được hiểu là hàm lượng các chất còn lại trong sữa sau quá trình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng nước (dạng không liên kết) có trong sữa Chất khô không béo là hiệu số giữa tống các chất khô và hàm lượng chất béo trong sữa Giá trị hàm lượng chất khô không béo trong sữa bò thường là 9, 1 %

 Casein

Là những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có nhiều gốc acid glutamic và acid aspartic, là thành phần chủ yếu của protein sữa Casein tồn tại dưới dạng micelle, mổi micelle chứa 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (Ca, K, Mg, phosphate và citrate)

Hình 5: Sự tổ chức của micelle

Các micelle có hàm lượng ĸ – casein khá cao với đầu ưa nước luôn hướng ra ngoài, nếu lấy đi dầu ưa nước này hoặc giảm hàm lượng ĸ – casein thì cấu trúc micelle trở nên không ổn định, nếu có mặt cúa Ca2+ trong sữa thì các micelle sẽ liên kết lại với nhau tạo nên hiện tượng đông tụ casein

Hàm lượng VSV trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đa dạng và hoạt tính càng cao

 Hormone

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loại hormone Chúng được chia là 3 nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong đó prolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa

bò là 50µg/l, trong sữa non là 230µg/l

Hệ vi sinh vật trong sữa:

 Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa

- Bầu vú động vật cho sữa: đây là nơi có

nhiều loài vi sinh vật khác nhau Chúng

tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc

bào tử Trong quá trình vắt sữa một số vi

sinh vật có thể bị rơi vào bình chứa làm

cho sữa bị nhiễm vi sinh vật Vì vậy, ta

cần vệ sinh bầu vú và các khu vực lân

cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn

chế số lượng vi sinh vật bị nhiễm vào

vi sinh vật, người vắt sữa phải có sức khoẻ tốt, không mắc bệnh truyền nhiễm, vệ sinh

cơ thể tốt, thao tác kỹ thuật đảm bảo vệ sinh Nếu quá trình vắt sữa bằng máy, cần chú

ý vệ sinh và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa

- Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa: vi sinh vật tồn tại ở khắp mọi nơi nên dễ dàng lây nhiễm vào sữa Do đó, cần phải đảm bảo vệ sinh môi trường nơi vắt sữa

- Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 25

- 47OC Để tồn tại trong môi trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose

- Vi khuẩn Coliforms: nhóm vi khuẩn gram (-), kị khí tuỳ tiện, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 30 - 44OC Trong sữa, Coliforms sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic

và các acid hữu cơ khác, khí CO2… Chúng cũng phân giải protein trong sữa tạo ra

các sản phẩm khí làm sữa có mùi khó chịu, Coliforms bi tiêu diệt ở 75OC sau 20 giây

- Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): vi khuẩn gram (+), kị khí bắt buộc

Chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như axit butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2… Làm thay đổi thành phần hoá học và cảm quan của sữa

Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ Trong quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clotridium chịu nhiệt Cho nên phải

dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn

- Vi khuẩn Propionic (giống Propionibacterium): có trong dạ cỏ và đường ruột của

nhóm động vật nhai lại, gram (+), kị khí không bắt buộc, chuyển hoá acid propionic, acid acetic, khí CO2… làm hư hỏng chất lượng sữa, bị tiêu diệt ở 75OC sau 20 giây

- Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa Protease sẽ tiếp xúc quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm như polypeptide, peptide và axit amin Một số axit amin tiếp tục phân huỷ tạo

NH3, H2S…làm sữa có mùi khó chịu

Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào, enzyme này xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có

mùi ôi Một số giống thường gặp là: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus…Dạng

hình cầu hoặc gậy, hiếu khí lẫn kỵ khí

Trong đó cần chú ý đến loài Pseudomonas fluorescens, vì enzyme protease và

lipase được tổng hợp bởi loài này thường rất bền với nhiệt, chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa

Pseudomonas fluorescens

 Eukaryote

Nhóm vi sinh vật eukaryote có nhân chưa hoàn chỉnh Hai đại diện của nhóm eukaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi

- Nấm men: cơ thể đơn bào, hình cầu, oval hoặc trứng…Một số loài thường gặp

Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus…thuộc nhóm kỵ khí tuỳ tiện

Chúng sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất Thường được sử dụng trong sản xuất sữa chua truyền thống

- Nấm sợi: hình sợi, phân nhánh Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 200C đến 300C Một số loài nấm sợi thường nhiễm

vào sữa là: Penicillium camembertii, P roquefortii, P casei, Rhizopus stolonifer…

Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở

750C trong 10 – 15 giây

Men cái:

Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic Lên men lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic lên men đường lactoza có trong sữa để tạo thành axit lactic Để tiến trình lên men nhanh và

ổn định, người ta cho thêm loại vi khuẩn Leuconostoc hoặc nấm mốc

 Lên men Lactic đồng hình

Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90 - 98% tổng sản phẩm lên men, sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO2, axetoin…

Saccharomyces cerevisiae

 Lên men Lactic dị hình

Còn gọi là lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic còn nhiều sản phẩm phụ: axit acetic, rượu ethylic, CO2, dextran…

Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi

sinh vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus

 Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus):

Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 500C trong môi trường

có độ axit cao Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactose

 Streptococcus thermophilus(S thermophilus)

Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 - 400C Đây cũng là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ đun nóng đến

650C trong 30 phút nhưng chỉ phát triển được trong môi trường axit thấp hơn L

bulgaricus

Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng khi nuôi cấy chung, tốc độ sản sinh ra axit của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi riêng

Streptococcus thermophilus phát triển nhanh và tạo ra cả axit lần khí CO2 CO2

và formate tạo ra kích thích cho L bulgaricus phát triển Mặt khác, hoạt động thủy phân protein của L bulgaricus tạo ra peptide và axit amin cần cho sự phát triển của

Streptococcus thermophilus

Những vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình thành hương vị và cấu trúc của sữa chua Khối lượng sữa chua đông tụ trong quá trình lên men do pH giảm xuống

- S thermophilus chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu khoảng 5.0

- L bulgaricus làm giảm pH xuống thấp hơn nữa (khoảng 4.0)

Những sản phẩm sau quá trình lên men tạo được hương vị của sữa chua:

tỷ lệ giữa whey protein và casein của sữa

2.1.2 Nguyên liệu phụ:

2.1.2.1 Chất tạo ngọt:

Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta thường bổ sung đường (glucose,saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến Đường có thể bổ sung trực tiếp hoặc dưới dang pureé trái cây Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là tinh luyện

2.1.2.2 Chất nhũ hóa:

Chất nhũ hóa được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua, như tạo

độ gel bền vững làm cho sữa không bị tách lớp trong quá trình bảo quản Chất nhũ hóa

được sử dụng cần đạt một số yêu cầu sau:

+ Không độc hại đối với sức khoẻ con người

+ Chế phẩm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ có thẩm quyền

2.1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính, phụ:

2.1.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính:

a Sữa tươi nguyên liệu:

Theo TCVN 7405:2009 (Sữa tươi nguyên liệu)

Các chỉ tiêu cảm quan (được quy định trong Bảng)

Bảng 1- Các chỉ tiêu cảm quan

1 Màu sắc Từ màu trắng đến màu kem nhạt

2 Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng của sữa tươi tự nhiên, không có mùi,

1 Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn 11,5

2 Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn 3,2

4 Tỷ trọng của sữa ở 20 0C, g/ml, không nhỏ hơn 1,026

Đối với giống vi khuẩn khởi động:

Giống vi khuẩn được chuẩn bị, có chứa một hoặc một số chủng vi sinh với số lượng lớn (số vi khuẩn sống nhiều hơn 108 CFU/g hoặc 108 CFU/ml), được bổ sung vào để tạo phản ứng enzym mong muốn (ví dụ: lên men lactose tạo thành trong quá trình sinh axit, phân hủy axit thành axit propionic hoặc các hoạt động chuyển hóa khác liên quan trực tiếp đến các đặc tính của sản phẩm cụ thể)

VÍ DỤ: Các giống vi khuẩn khởi động quan trọng nhất gồm vi khuẩn lactic (2.2), vi khuẩn propionic (2.3), vi khuẩn bifidus (2.4) được mô tả trong tiêu chuẩn này Các giống vi khuẩn khởi động bao gồm: đơn chủng; đa chủng, đơn loài; đa loài

Ngoài ra, giống khởi động còn là: vi khuẩn ưa nhiệt trung bình, vi khuẩn ưa nhiệt Giống khởi động thường ở dạng: lỏng, đông lạnh hoặc dạng khô

c Sữa bột gầy:

Theo TCVN 7979: 2013: Sữa bột và cream bột

Hàm lượng chất béo sữa tối đa: 1,5 % (khối lượng)

Hàm lượng nước tối đaa): 5 % (khối lượng)

Hàm lượng protein sữa tối thiểu trong chất khô không chứa chất béo của sữaa): 34

Theo TCVN 6958:2001 ( Đường tinh luyện ) (Tham khảo phụ lục[])

Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện: phải phù hợp với yêu cầu quy định

trong bảng 1

Bảng 1- Các chỉ tiêu cảm quan

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô

bảng 2

Bảng 2 - Các chỉ tiêu lý – hóa

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn

3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105

oC trong 3 h, % khối

Hai phân tử acid béo hấp dẫn nhau nên chúng xếp trên cùng một hướng Đuôi của acid béo chứa gốc kỵ nước (CH3) tạo nên phần kỵ nước của lecithin Liên kết của C2-C3 ở gốc glycerin có thể bị quay vặn đị một góc 1800 làm cho

nhóm P phân cực nằm về chiều ngược lại với hai chuỗi acid béo, hình thành đầu

ưa nước của lecithin Do cấu trúc đặc biệt đó mà lecithin là phân tử vừa ưa nước vừa kỵ nước

Lecithin có tính chất nhũ hòa giúp hòa tan trộn lẫn chất béo và nước

Lecithin an toàn với sức khỏe với lượng cho phép theo TCVN

 Bảo quản và lưu trữ:

Để nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng chiếu vào trực tiếp, tránh độ ẩm, tránh nước, tránh nguồn nhiệt

 Cách sử dụng:

Liều lượng sử dụng theo GMP ()

Chất ổn định

331 Natri xitrat 5 000 mg/kg dùng riêng lẻ hoặc kết

Chất làm đặc

Chất điều chỉnh độ axit

5 000 mg/kg dùng riêng lẻ hoặc kết hợp, tính theo chất khô

341 (iii) Tricanxi phosphat kết hợp

343 (iii) Trimagie phosphat

504 (i) Magie cacbonat

551 Silic dioxit, vô định hình

552 Canxi silicat

554 Natri nhôm silicat

556 Canxi nhôm silicat

2.2.1 Tiêu chuẩn về sản phẩm sữa chua

Dựa vào TCVN 7030:2009, TCVN 7030:2002 (chủ yếu là TCVN 7030:2009)

Yêu cầu kĩ thuật: áp dụng tiêu chuẩn TCVN 7030:2002

Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua

Được quy định trong bảng 1

Bảng 1 – Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua

1 Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ

sung

2 Mùi, vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

3 Trạng thái Mịn, đặc sệt

Các chỉ tiêu lý-hoá của sữa chua

Được qui định trong bảng 2

Bảng 2 – Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu

Sữa chua

Sữa chua đã tách một phần chất béo

Sữa chua gầy

1 Hàm lượng chất khô không

chứa chất béo, % khối lượng,

a) Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua (Được qui định trong bảng 3)

Bảng 3 – Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua

Aflatoxin M1: không lớn hơn 0,5 g/l

c) Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và dư lượng thuốc thú y của sữa chua

Theo "Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực, thực phẩm" Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT

Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua

Được qui định trong bảng 4

Bảng 4 – Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Không xử lý nhiệt Xử lý nhiệt

1.Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn

6 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc

2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua

2.2.4.1 Lọc 1

 Mục đích: loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn, tác nhân vật lý có kích thước lớn lẫn

vào sữa trong quá trình vắt và vận chuyển

 Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm Yoghurt Chuẩn hóa

sữa được thực hiện dựa trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ đo ( lưu lượng kế, tỷ trọng kế,…), bơm và thùng chứa Hàm lựợng chất béo trong Yoghurt thành phần dao động trong khoảng 0,5-3,5%

Hàm lượng béo cao, dễ gây ra hiện tượng tách pha ở Yoghurt

 Nguyên tắc thực hiện:

 Nếu hàm lượng béo thấp, ta tiến hành tính toán và bổ sung thêm cream

 Nếu hàm lượng béo cao, ta tiến hành tính toán và tách bớt cream ra

 Yêu cầu:

 Hàm lượng chất khô không béo

Theo quy định của FAO/WHO nhỏ nhất là 8.2%

Sữa tươi: hàm lượng chất khô trung bình là 13%

 Để chuẩn hóa hàm lượng chất khô:

 Cô đặc (10-20% thể tích sữa)

 Thêm vào bột sữa không kem, dùng đến 3%

 Thêm vào sữa cô đặc

 Chất béo

 Yaourt có hàm lượng chất béo từ 0-10%

 Thường dùng nhất là hàm lượng béo 0,5-3%

Hiệu chỉnh hàm lựợng chất khô (SnF_Solid non Fat)

 Mục đích: Xác định hàm lượng chất khô có trong sữa Yếu tố này rất quan

trọng, nó quyết định đến độ cứng của sản phẩm sữa chua tạo thành

 Nếu hàm lượng chất khô quá thấp, thì khả năng động tụ của sản phẩm sữa chua rất thấp

 Nếu hàm lượng chất khô quá cao thì sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứng cao

Theo Bourgeois và Larpent (1989), tổng hàm luợng chất khô tối ưu cho quá trình lên men trong sản xuất Yoghurt là 14-16% Thực tế, mỗi nhà sản xuất chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình Thông thừơng, sữa tươi có hàm lựơng chất khô khoảng 11,5-12,7% Để tăng nhanh hàm lượng chất khô trong sữa tươi, chuẩn bị cho quá trình lên men, ta có thể chọn một trong những phương pháp thông dụng sau đây:

 Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10-20% Khi đó, tổng hàm lựơng chất khô trong sữa sẽ tăng từ 1,5-3,0% Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài khí, kết hợp cô đặc trong điều kiện chân không hoặc thiết bị cô đặc sữa dạng màng tơi

 Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi : hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường cao hơn 3% so với khối lựơng sữa tươi

 Bổ sung thêm sữa cô đặc vào sữa tươi

phẩm không qua màng thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được

sử dụng để bổ sung vào sữa tươi

Tuỳ thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị sẵn có mà mỗi nhà máy sẽ chọn một giải pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khô trong nguyên liệu sữa tươi

2.2.4.3 Trộn hòa tan

 Mục đích: Phân tán, hòa tan đồng đều các thành phần nguyên liệu

 Phương pháp thực hiện: nước và sữa bột gầy được thực hiện tuần hoàn

giữa cân điện tử và bồn phối trộn Thiết bị: thùng phối trộn có cánh khuấy

Nhiệt độ phối trộn 40 – 45oC

2.2.4.4 Lọc2

 Mục đích: Loại bỏ tạp chất, các chất không hòa tan trong sữa

 Phương pháp thực hiện: Lọc cơ học

Hình 4: Kỹ sư điều khiển hệ thống chế biến sữa

Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc 250 μm Sau khi lọa bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt để thưc hiên quá trình sau

Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa

Hình :Thiết bị lọc túi tháo rời 2.2.4.5 Bài khí

 Mục đích: Trong sữa có nhiều khí lạ cần loại trừ nếu không sẽ phá huỷ

mùi hương đặc trưng của Yoghurt Trong khi sữa có nhiều khí, nó sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt nghĩa là làm tăng chi phí cho sản xuất (thanh trùng, đồng hoá) Trong trường hợp thanh trùng sau khi đã đóng hộp, tại nhiệt độ thanh trùng, nhiệt độ của khí

sẽ tăng lên làm vỡ hộp

Hàm lượng chất khí hoà tan trong nguyên liệu càng thấp càng tốt Khi đó, hiệu quả của quá trình đồng hoá và thanh trùng sẽ tăng, các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu trong sữa sẽ đựợc tách bỏ và chất lượng Yoghurt sẽ tốt hơn

Nếu như các nhà sản xuất bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm tăng lượng khí hoà tan trong sữa Khi

đó, trong quy trình bắt buộc phải có quá trình bài khí

 Nguyên tắc thực hiện: kết hợp giữa nhiệt độ với áp lực chân không

Thông số kỹ thuật: nhiệt độ là 70oC và áp suất tương ứng