Công nghệ bao bì sữa thanh trùng và tiệt trùng

Công nghệ bao bì sữa thanh trùng và tiệt trùng

I Sữa thanh trùng và sữa tiệt trùng:

I.1 Giới thiệu chung về sản phẩm:

¾ Sữa thanh trùng là một trong những sản phẩm chế biến từ sữa tươi có quy trình công nghệ sản xuất đơn giản nhất Đối với sản phẩm sữa người

ta thường sử dụng chế độ “nhiệt độ cao – thời gian ngắn” Trong điều kiện sữa nguyên liệu đạt các quy định chung về chỉ tiêu vi sinh, quá trình thanh trùng thực hiện ở 72 - 75oC trong 15 – 20 giây

¾ Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng tương tự như quy trình sản xuất sữa thanh trùng Điểm khác biệt quan trọng là sản phẩm sữa tiệt trùng phải được qua xử lý ở nhiệt độ rất cao (trên 100oC), nhờ đó toàn bộ hệ vi sinh vật và enzyme có trong sữa bị vô hoạt

I.2 Chế độ và thời gian bảo quản của sản phẩm:

¾ Sản phẩm sữa thanh trùng phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp 5 – 7oC Trong điều kiện không mở bao bì, sữa thanh trùng có thể bảo quản trong khoảng thời gian tối đa từ 8 – 10 ngày

¾ Sữa tiệt trùng được bảo quản ở nhiệt độ phòng Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 3 đến 6 tháng

I.3 Các loại bao bì dùng trong sữa thanh trùng và sữa tiệt trùng:

Hiện nay sữa thanh trùng và sữa tiệt trùng có thể được đựng trong hộp giấy, chai thủy tinh hoặc chai nhựa kín

¾ Loại bao bì thành công đầu tiên là loại hộp có đỉnh chóp được đăng kí bản quyền bởi Pure Pak năm 1915 Pure Pak đã sử dụng sáp để tạo cho giấy có khả năng ghép kín bằng nhiệt và có khả năng bảo vệ tốt hơn

¾ Ơû những loại tiếp theo, phần lớn sản phẩm được rót vào khi hộp mở hoàn toàn sau đó hộp mới được đóng lại và ghép kín

¾ Từ năm 1950, PE được sử dụng thay thế cho sáp

¾ Tùy thuộc vào cách rót sản phẩm, điều kiện rót và điều kiện phân phối mà thời gian bao quản sản phẩm là dài hay ngắn Sản phẩm có thể được thanh trùng trước khi rót hay có thể rót nóng, hoặc sản phẩm được tiệt trùng UHT và được rót vào bao bì đã vô trùng

¾ Đối với những sản phẩm tươi như sữa, với thời gian bảo quản ngắn vànhiệt độ bảo quản thấp từ 0 – 40C , giấy cần được phủ PE ở cả hai mặt

¾ Trường hợp những sản phẩm được rót nóng và được phân phối trong điều kiện nhiệt độ môi trường bình thường hay những loại nước ép tươi được trữ lạnh để có thời gian bảo quản dài, người ta có thể phủ thêm một lớp lá nhôm Khi đó giấy sẽ gồm các lớp PE/giấy bìa/PE/lá nhôm/PE

¾ Quá trình đóng gói tiệt trùng cho phép một sản phẩm sau khi được tiệt trùng sẽ được rót vào những bao bì tiệt trùng và ghép kín trong những điều kiện tiệt trùng được xem như một bước tiến quan trọng trong ngành khoa học thực phẩm trong suốt 50 năm qua

¾ Lá nhôm có thể đươc thay thế bằng EVOH, một loại vật liệu có khả năng ngăn O2 rất tốt và có thể được xử lý dễ dàng khi thải bỏ

¾ Phạm vi sử dụng của phương pháp đóng gói này rất rộng như : sữa và các sản phẩm từ sữa, nước ép, soup, nước giải khát không có CO2, rượu Kích cỡ gói cũng rất đa dạng, như :

• Loại 20 – 65ml Tetra Classic

• Loại 0,2l; 0,33l; 0,5l; 1,0l; 1,5l và loại 2l

• Loại có gắn kèm với ống hút, dung tích 250ml dạng hình trụ,

• Ngoài ra cũng có những loại 4 và 5l

¾ Hình dạng bao bì: chủ yếu là dạng gable-top hoặc dạng viên gạch có tiết

diện ngang hình chữ nhật hay hình vuông Ngoài ra còn có các dạng hộp hình lục giác, tetrahedron, hình nêm, dạng túi gối

¾ Trên hộp còn có nhiều chi tiết phụ giúp tạo nên sự tiện dụng như : ống hút nhựa, nắp làm bằng tấm kim loại có thể lột ra được, hay những nắp đậy bằng nhựa

¾ Giấy bìa sử dụng để làm bao bì dạng này thường là loại có tẩy trắng hoặc không tẩy (SBB hay SUB) vì

• Chúng có chất lượng tốt khi in ấn, gấp nếp, cắt

• Chủ yếu là sợi cellulose tinh khiết, vì vậy nó không ảnh hưởng lên mùi vị của sản phẩm như sữa và các sản phẩm từ sữa, rượu, nước ép, …

I.4 Bao bì tetra pak:

Đặc điểm:

Bao bì tetra pak là loại bao bì ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô trùng, đảm bảo chất lượng tươi, nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu Bao bì nhẹ, có tính bảo vệ môi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài

Theo phương thức đóng gói tetra pak, sữa phải được thanh trùng, tiệt trùng trước khi đóng vào bao bì Bao bì tetra brik dạng phức hợp được tiệt trùng riêng bằng hơi H2O2 trước khi được rót sữa vào

Phương pháp đóng bao bì tetra pak đi đôi cùng với phương pháp tiệt trùng nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn UHT đảm bảo cho sữa không bị biến đổi màu, mùi, như sậm màu và trở nên có mùi nấu

Cấu trúc bao bì tetra pak:

Hình I.1: Cấu tạo bao bì tetra-pak Bao bì tetra pak gồm 7 lớp:

Lớp 1: màng HDPE: chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng

giấy và tránh bị trầy xước

Lớp 2: giấy in ấn: trang trí và in nhãn

Lớp 3: giấy carton: tạo hình dáng hộp, lớp này có độ cứng và dai chịu

đựng được những va chạm cơ học

Lớp 4: màng PE: lớp keo kết dính giữa giấy carton và màng nhôm

Lớp 5: màng Al: ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi

Lớp 6: Ionomer: lớp keo dính giữa màng nhôm và màng PE trong cùng Lớp 7: LDPE: cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản

phẩm bên trong

Trong loại bao bì này, màng PE được sử dụng lặp lại 3 lần với ba chức năng khác nhau Mỗi lớp màng PE được sử dụng với mục đích đạt hiệu quả kinh tế cao như: tạo lớp che phủ bên ngoài cùng (bằng HDPE), tạo lớp màng trong cùng dễ hàn nhiệt ghép mí thân bằng HDPE chỉ áp dụng nhiệt độ hàn khoảng 100 – 110oC

Lớp kết dính giữa lớp Al và giấy carton, được cấu tạo bởi vật liệu PE đồng trùng hợp Đó là sự bố trí cần thiết vì lớp này cũng là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và nước rất tốt

Việc sử dụng màng nhôm, màng ionomer dạng chất keo dính, và màng

PE trong cùng (các lớp 5, 6, 7) đã tạo nên tính thuận lợi cho bao bì tetra brik: vì nơi cấm ống hút vào để uống là một bề mặt hình tròn nhỏ được che chở bởi chỉ

3 lớp này, tạo sự dễ dàng đục lỗ chỉ bằng đầu nhọn của ống hút bằng plastic, nếu dùng lớp plastic khác PE thì không thể đục lỗ một cách dễ dàng Lớp màng nhôm được dùng trong trường hợp này để trợ giúp cho khả năng chống thấm khí hơi của màng PE, vốn khiếm khuyết tính chất này và đồng thời chống ánh sáng đi qua màng PE ở vị trí đục lỗ để cắm ống hút

Cách đóng bao bì tetra pak:

Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của cơ sở sản xuất, sau đó được ghép cùng với các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân)

Trước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng hơi H2O2 trong phòng kín vô trùng và được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy Sau đó dịch thực phẩm được rót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hàn đầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩm được xếp khối và bọc màng co PVC hoặc màng kết hợp giữa LDPE và EVA

Thiết bị đóng bao bì tetra-pak:

Cách đóng bao bì: các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu

của cơ sở sản xuất sau đó được ghép cùng các loại vật liệu khác và được quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp Trước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng hơi H2O2 trong phòng kín vô trùng sau đó được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy Sau đó thực phẩm được rót vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch và được thổi không khí nóng để làm khô

Hình I.2: Nguyên tắc đóng bao bì tetra pak

Hình I.3: Dây chuyền đóng hộp sản phẩm trong bao bì tetra pak

Hình I.4: Một số sản phẩm sữa đựng trong bao bì tetra pak

I.5 Bao bì plastic:

Thường dùng chai PET để đựng sữa thanh trùng

Đặc điểm của PET:

¾ Có khả năng chịu được nhiệt độ từ 115 – 121oC

¾ Có khả năng chống thấm khí cao, vì vậy chống thấm O2 từ không khí cao, ngăn sữa không bị oxy hóa

¾ Ngăn các thành phần hữu cơ tạo mùi đi ra ngoài

Hình I.5: Một số sản phẩm sữa đựng trong bao bì plastic

I.6 Bao bì thủy tinh:

Trong sữa có nhiều chất dinh dưỡng như vitamin rất mẫn cảm với ánh sáng, đồng thời sữa còn có hàm lượng chất béo cao nên sữa dễ bị ôi hóa Vì vậy sữa thường đựng trong các loại bao bì thủy tinh mang màu để ngăn cản ánh sáng

Hình I.6: Một số sản phẩm sữa đựng trong bao bì thủy tinh

II Sữa bột:

Hình II.1 : Một số sản phẩm sữa bột có mặt trên thị trường

II Giới thiệu chung về sữa bột:

Ngày nay, sữa bột đã trở thành một sản phẩm quen thuộc với người tiêu dùng Theo ghi chép của Marco Polo nhân chuyến hàng trình sang châu Á vào thế kỷ 13 – 14 thì người Mông Cổ lúc bấy giờ đã biết sản phẩm sữa bột bằng cách sấy sữa tươi dưới ánh nắng mặt trời Mãi đến năm 1902, lần đầu tiên Just Hatmaker đăng ký bằng phát minh sáng chế về thiết bị sấy trục để sản xuất sữa bột

Trên thị trường Việt Nam hiện nay có hai sản phẩm chính: sữa bột nguyên và sữa bột gầy Hàm lượng chất béo tương ứng của chúng là 26 – 33% và 1% Với độ ẩm 2,5 – 5,0%, thời gian bảo quản sữa bột nguyên trung bình là

6 tháng, còn thời gian bảo quản sữa bột gầy có thể lên đến 3 năm Đây là một

ưu điểm lớn của sữa bột so với sữa tươi Ngoài ra, các nhà sản xuất tiết kiệm được một phần lớn chi phí cho việc vận chuyển sữabột do sản phẩm có khối lượng giảm đi nhiều lần khi ta so với sữa tươi nguyên liệu ban đầu

Sữa bột không những được sử dụng tại gia đình để pha chế thức uống mà còn là nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp khác như:

- Trong sản xuất sữa tái chế và các sản phẩm chế biến từ sữa như sữa lên men, sữa cô đặc, kem, một số thực phẩm dinh dưỡng cho trẻ em để thay thế sữa mẹ…

- Trong công nghiệp sản xuất bánh nướng: đối với sản phẩm bánh mì, việc bổ sung sữa bột vào khối bột nhào sẽ làm tăng thể tích và cải thiện khả năng giẵ nước của bánh mì Khi đó, bánh sẽ giữ được “độ tươi” trong một khoảng thời gian dài hơn Đối với bánh quy, việc sử dụng sữa bột sẽ làm tăng độ giòn cho sản phẩm Ngoài ra, sữa bột có thể xem là một nguyên liệu thay thế trứng trong một số sản phẩm bánh nướng

- Trong công nghệ sản xuất kẹo chocolate…

Để tăng giá trị dinh dưỡng và đa dạng hóa các sản phẩm sữa bột, các nhà sản xuất còn bổ sung thêm các chất vi lượng như vitamin, khoáng, acid béo…và cả chất xơ trong những quá trình chế biến

Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói Thông thường người ta sử dụng bao bì kimloại hay bao bì giấy để đựng sản phẩm Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế được sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sữa bột Người ta thường đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ và 10% hydro vào hộp sữa bột trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo

quản sản phẩm

II.2 Định nghĩa và chế biến:

Sữa bột là loại sữa tươi không đường hoặc có thêm đường kính, được cô khô thành bột, bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có hai phương pháp chính:

Phương pháp sấy trục: sữa được cô thành màng mỏng trên trục quay đã được làm nóng ở nhiệt độ cao hoặc thấp, trong chân không hoặc ngoài không khí sau đó đem nghiền thành bột Thông thường trục quay ở nhiệt độ

1040C, quay 18 – 20 vòng/phút Màng sữa tiếp xúc với trục quay trong khoảng vài giây và nhiệt độ khoảng 1000C Loại sữa bột này thường đựơc gọi là sữa bột ít hòa tan

Phương pháp sấy bụi (phun sương): sữa được phun thành những bụi thật nhỏ vào trong một phòng khô nóng, sữa khô ngay lập tức và rơi thành bột, được đưa ra ngoài liên tục Loại sữa bột này gọi là sữa bột hòa tan

Thông thường cứ 1000l sữa tươi nguyên chất chế biến đựơc 130kg sữa bột nguyên kem và cứ 1000l sữa bột đã lấy bớt bơ chế biến tối đa 95kg sữa bột đã lấy bớt bơ Muốn pha thành một 1l sữa có thành phần giống như sữa tươi, người ta pha 130g sữa bột toàn phần với 900ml nước

Trường hợp có cho thêm đường kính, phải ghi ở nhãn số lượng đường kính cho thêm vào

Yêu cầu kiểm nghiệm về hóa vệ sinh:

- Dựa trên quá trình chế biến, cần xác định trạng thái cảm quan như màu sắc, mùi vị, độ hòa tan…

- Dựa trên tính chất của sữa bột dễ hút ẩm, dễ vón cục do đó khó bảo quản, cần xác định hàm lượng nước

- Cần kiểm tra độ chua, có thể do nguyên liệu không tốt, do quá trình chế biến bị kéo dài, cũng có thể sữa bột bị ẩm lâu ngày gây nên

- Khi cần thiết, định lượng các chất đạm, đường, béo, muối khoáng để xác định giá trị dinh dưỡng của sữa bột, loại sữa bột toàn phần hay đã lấy bới

bơ

Chỉ tiêu sữa bột:

Một mẫu sữa bột tốt nếu trạng thái cảm quan tốt

II 3.Yêu cầu bao gói:

II.3.1 Sự oxi hóa:

Aûnh hưởng không tốt của O2 đến mùi của các sản phẩm sữa (đặc biệt là các sản phẩm có hàm lượng béo cao) đã được trình bày ở trên Do vậy phương pháp hiệu quả để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm sữa bột là được bao gói trong các bao bì kín mà đã loại bỏ không khí và thay thế bằng các khí trơ như

N2 – một chất được sử dụng phổ biến nhất trong các khí để bao gói Điều này rất đúng đối với sữa bột nguyên kem (whole milk powder: WMP) có thời gian bảo quản bị ảnh hưởng rất lớn bởi mức độ oxi hóa của chất béo chưa bão hòa và kết quả là làm cho sữa bột có mùi vị khó chiụ Ưu điểm trong bao gói sữa gầy (skim milk powder: SMP) là sử dụng các khí ít hơn nhiều nhưng nó rất quan trọng trong việc ngăn chặn sự tạo ra các mùi ôi, đặc biệt là thời gian tồn trữ có thể dài hơn hay nhiệt độ bảo quản có thể cao hơn Ta có thể thay thế giải pháp trên bằng cách bao gói trong điều kiện chân không

II.3.2 Sự thấm hơi nước:

Tốc độ phát triển của sự ôi hóa bởi O2 trong suốt thời gian bảo quản sữa nguyên kem phụ thuộc vào cả nồng độ O2 và hoạt độ của nước Do đó điều quan trọng để thời hạn sử dụng sữa bột lớn nhất (đặc biệt là sữa bột nguyên kem) tại một hàm ẩm tương ứng với một hoạt độ của nước (aw) là nhỏ nhất vì tại đó tốc độ oxi hóa lipid là thấp nhất

Đường hút ẩm bề mặt đẳng nhiệt của cùng một lượng sữa bột ở 200C đựơc đưa ra trong hình 17-5 Trong dữ liệu thu được, sữa bột ở cả hai phương pháp sấy trục quay hay sấy phun sương đều được dùng nhưng không có khác nhau về độ ẩm giữa hai sản phẩm này Điều này cho thấy sự khác nhau về độ ẩm cân bằng chứa trong sản phẩm phụ thuộc vào sự khác nhau trong phương pháp xử lý nhiệt ban đầu của sữa Sự có mặt của chất béo trong sữa bột làm hàm ẩm chứa bên trong sữa bột thấp hơn dù ở cùng một giá trị aw

Sự tăng nhanh của độ ẩm khi aw trong khoảng 0,4 – 0,5 là do lactose Hàm lượng lactose trong sữa nguyên kem là 36 - 39%, trong sữa bột gầy là 50 – 55% và trong nước whey sữa bột (whey powder) là 70 – 80% Khi hoạt độ của nước thấp thì lactose thường tồn tại ở trạng thái khan, có ít sự hút ẩm để tạo thành α -lactose monohydrate và chỉ chiếm khoảng 5% nước là được hydrate hóa Sự thay đổi cấu trúc tinh thể từ dạng khan đến dạng hydrate hóa chỉ có thể xảy ra khi hàm ẩm chứa bên trong vượt quá 5% Khi đó thì aw là 0,4 – 0,5 như trong hình 17-5 Tỉ lệ hydrate hóa tăng khi độ ẩm tăng trên 0,5

Các nghiên cứu gần đây giải thích rằng ý nghĩa của việc cải thiện mùi vị và ổn định sự oxi hóa có thể đạt được nếu độ ẩm tăng từ mức đặc trưng là 0,16 – 0,20 (tương ứng với độ ẩm là 2,5 – 3,0%) trong sản phẩm sữa bột nguyên kem được tiêu thụ đến aw là 0,24 (tương ứng với độ ẩm xấp xỉ là 3,5%) Tăng

aw lên 2,4 thì không có sự ảnh hưởng xấu đến màu sắc, sự tạo thành bột hay tính tan ngay cả khi sữa bột được bảo quản ở 400C trong một năm Aw tới hạn trên là giá trị mà tại đó tính chất vật lý của sữa bột nguyên kem giảm đi trong

khi bảo quản được đánh giá là 0,26 tương ứng với độ ẩm là 3,6% Nếu tuân thủ nguyên tắc này thì ta sẽ có được 3 ưu điểm là làm tăng thời gian bảo quản, giảm năng lượng trong quá trình sấy và làm tăng lợi nhuận của sản phẩm Thay vào đó, bao bì thấm ẩm nhiều hơn thường sử dụng để bao gói sữa bột được sấy đến độ ẩm là 2,5 – 3,0%

Do vậy phải lựa chọn chất liệu bao bì thích hợp cho sữa bột, 3 yếu tố cần quan tâm là: độ ẩm ban đầu chứa trong sữa bột, độ ẩm cuối cùng cho phép chứa trong sữa bột và thời hạn sử dụng được yêu cầu Khi đó (giả sử rằng độ ẩm cân bằng của sữa bột rất nhanh chóng bất cứ khi nào ẩm vào trong bao bì) lượng ẩm lớn nhất vào bao bì có thể được tính toán và lượng hơi nước thấm qua nhiều nhất đặc trưng cho từng chất liệu làm bao bì Các giá trị này phụ thuộc khác nhau tùy từng yếu tố như diện tích bề mặt của bao bì, khối lượng của chất khô trong bao gói và sự thay đổi kích thước bao bì – một yếu thường không

được chú ý cũng ảnh hưởng đến độ ẩm bên trong sản phẩm 3 3 Aùnh sáng:

Sữa bột cần được bảo vệ (đặc biêt là những sản phẩm làm từ sữa nguyên kem) khỏi ánh sáng vì nó làm phản ứng oxi hóa diễn ra nhanh hơn

II.4 Vật liệu làm bao bì:

II.4.1 Hộp kim loại:

Phương pháp truyền thống bao gói sữa bột để tiêu thụ làsử dụng thép tráng thiết 3 mảnh để làm hộp và trong đó không khí đã được lấy ra và được thay thế bằng khí trơ như N2 trước khi hàn nắp trên hộp Nếu hộp được nối lại chính xác và được hàn lại với tốc độ nhanh thì mối hàn về cơ bản sẽ không thấm khí O2, hơi nước và ngăn được ánh sáng Độ bền cơ học hộp sẽ tạo điều kiện thuận tiện trong việc chuyên chở và mua bán, và khả năng tái sử dụng các loại hộp rỗng đã làm cho hôïp kim loại trở nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới Thường thì nắp của hộp kim loại có thể bẩy lên được và có thêm lớp chống thấm khí bằng nhôm làm màng ngăn ở dưới nắp và đựơc dính vào mép hộp Lớp này sẽ được đâm thủng trước khi sử dụng Ưùng dụng của nắp loại này là làm cho hộp dễ mở vì ta sẽ kéo vòng nhỏ lên làm nắp được kéo ra, vòng nhỏ này làm từ nhôm được gắn chặt vào nắp, tính ưu việt này làm cho hộp kim loại được ứng dụng khá phổ biến Ngoài ra ở trên nắp còn có một lớp nhựa để hạn chế sự phá hủy kim loại

II.4.2 Bao bì nhiều lớp:

Trong thời gian gần đây bao bì nhiều lớp bằng nhôm, plastic (thỉnh thoảng có thêm một lớp giấy) được đưa vào để thay thế hộp thép tráng thiết

Những hộp tấm mỏng được tạo hình, hàn, thổi khí và đóng kín trên chỉ một máy từ nguyên liệu cuộn sẵn Sự thổi khí được hoàn thành bởi sự làm bão hòa bột với khí trơ mà không bao gồm bước làm chân không hộp Ưu điểm chính của việc dùng vật liệu loại tấm mỏng là chi phí vật liệu thấp hơn và khối lượng vật liệu cũng nhẹ hơn Khuyết điểm của bao gói tấm mỏng là không có độ bền cơ học và tính cứng vững, gặp khó khăn trong việc đóng kín bằng nhiệt bởi vì sự nhiễm bẩn của mối hàn đến chất lượng sữa bột

Độ bền vật chất của tấm mỏng phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo nên nó Tấm nhôm dày 9 μ m được cán thành tấm có khối lượng là 45g/m2 và tấm LDPE dày 25 μ m sẽ chịu được áp lực là 179 kPa Tuy nhiên, khi lớp giấy được thay thế bởi lớp PET ở bên ngoài làm thay đổi tính chất vật lý mà không ảnh hưởng nhiều đến tính chất hóa học của bao bì Ví dụ, tấm nhôm 9 μ m được ghép với 12,5 μ m PET và LDPE 64 μ m làm tăng độ chịu áp lực lên đến 290 kPa

Máy rót và đóng gói (FFS) thường được thiết kế để sản xuất dạng túi có hay không có tấm lót Có ít loại vật liệu được áp dụng với máy FFS trong quy trình sản xuất, nó thể không dùng lớp giấy mà thường được kết hợp để làm bao

bì như trước đây Vật liệu điển hình được đưa vào bao gói sữa bột trong máy FFS là PET (17 μ m), LDPE (9 μ m), lá kim loại (9 μ m), LDPE (70 μ m)

Vai trò của từng lớp:

PET:

- Trong suốt

- Dạng màng có tính mềm dẻo

- Bền cơ học cao, không bị giãn dưới tác động của lức kéo

- Khả năng in ấn cao, rõ nét

- Tính chống thấm khí, O2 và CO2 cao nhất trong các loại plastic

- Tính chống dầu mỡ rất tốt

LDPE: thường dùng lớp lót trong bao bì ghép nhiều lớp để hàn dán dễ

dàng do nhiệt độ hàn thấp, mối hàn đẹp, không bị rách

Al:

- Chống được tia cực tím

- Chống thoát hương

- Ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, O2, vi sinh vật, hơi nước

Màng nhôm thích hợp để bảo quản các sản phẩm giàu protein, chất béo

II.5 Phương pháp bao gói:

II.5.1 Bao gói chân không:

Một phương pháp sử dụng để làm giảm lượng O2 khi bao gói sữa bột nguyên kem là nén sữa bột vào Tuy nhiên, trong khi thực hiện việc giảm lượng không khí bên trong thì kết quả là tăng đáng kể mật độ sản phẩm và thường là giảm đi một số tính chất do tăng độ tan của sản phẩm Bao gói chân không làm giảm lựơng O2 chứa trong bao gói và điều này làm được khi tạo ra sự chân không và sự ép là kết quả của việc hút chân không Vấn đề chính hỗ trợ bao gói chân không là việc loại khí khỏi bao gói không kèm theo sự cuốn theo các hạt bột mịn có thể làm hư bơm chân không và hư hỏng vùng mối hàn củabao bì nhiều lớp Vấn đề này có thể tránh bằng cách dùng độ chân không vối một tốc độ chậm để sữa bột đựơc bảo vệ an toàn

II.5.2 Bao gói trong điều kiện có không khí:

Kỹ thuật bao gói có không khí thì đơn giản và yêu cầu bao bì kín, lượng

O2 chứa trong bao bì ngay lập tức có thể giảm một cách dễ dàng từ 21% xuống còn 1% hay ít hơn sau khi hoàn thành quy trình Tuy nhiên, với sản phẩm sữa bột từ phương pháp sấy phun sương thì sự hạn chế O2 chứa bên trong có giới hạn chủ yếu là do không khí chứa trong các lỗ rỗng của sữa bột Khoảng 28 ngày để cân bằng được thiết lập giữa khí ở trong và khí xung quanh sữa bột, mặc dù sự thay đổi thường hoàn thành sau 7 – 10 ngày Trong suốt giai đoạn giải hấp thì lượng O2 chứa trong sữa bột có thể tăng khoảng 5%, lớn hơn mức yêu cầu để đẩm bảo chất lượng sản phẩm là 1,0 – 1,5%

Như một phương pháp được sử dụng năm 1955, dựa vào khả năng loại bỏ một lượng nhỏ O2 khi cho nó kết hợp với H2 với sự có mặt của paladi hoặc platin làm xúc tác Với phương pháp này trong bao gói có chứa các viên nhỏ có khả năng hấp thụ khí và sản phẩm có chứa khí N2 và H2 Ban đầu những viên nhỏ được đặt vào trong gói nhỏ có thể thấm khí và được gắn với nắp hộp So sánh giữa các phương pháp bao gói có không khí là bao gói double truyền thống với N2 (với một khoảng thời gian vài ngày cho sự giải hấp) và bao gói mono với 90% N2, 10% H2 và palađi làm xúc tác cho cả sữa bột nguyên kem và sữa bột gầy trong phương pháp dùng sấy phun sương đã cho thấy rằng phương pháp mới có nhiều hiệu quả hơn trong việc loại bỏ O2 và giữ hầu hết lượng O2không khí ở dạng tự do trong hộp Thừa nhận rằng lượng O2 chứa trong hộp có

thể tăng lên 10% (hay một giá trị khác), sự tăng hàm ẩm chứa bên trong là do lượng O2 giảm tạo thành nước làm nhẹ hơn 0,02% Phương pháp này được sử dung ở quy mô công nghiệp, cả sữa bột nguyên kem và sữa bột gầy có thể sử dụng được sau thời gian bảo quản là 10 năm ở nhiệt độ thường

Để tránh tình trạng có thể xảy ra là có ai đó vô tình ăn các gói nhỏ vào, công ty sản xuất đồ hộp ở Mỹ đã kết hợp với chất xúc tác palađi (dạng bột alumin) được phủ bởi một lớp màng có ghi lời hướng đẫn Lớp màng này có cấu tạo nhiều lớp (thường là Maraflex 7 – F) gồm có PET/chất dính/tấm nhôm/ionomer/chất xúc tác/ionomer, ionomer được dùng bởi vì lớp phủ giữa chất xúc tác và thực phẩm có thể thấm khí H2 và O2 cũng như lớp hàn nhiệt mạnh

Khi thử nghiệm dùng khí thổi nước chứa 8% H2 và 92% N2 với 100g sữa bột nguyên kem trong gói, ban đầu lượng O2 từ 0,5 – 2,5% được sinh ra, lượng này giảm xuống còn 0,1 – 0,2% sau một ngày Hai ngày sau khi bao gói lượng

O2 tiến đến 0 và lượng H2 đủ để giữ hơn mức cần thiết để loại sạch lượng tạp chất O2 Độ ẩm bên trong ban đầu là 2,42% tăng lên mức tối đa là 3,34% sau một tuần và sau đó sụt xuống dưới mức ban đầu sau hai tuần đầu tiên Điều kiện bảo quản là 210C và 50% RH Trái ngược với những thành công của phương pháp là nó không bao giờ chấp nhận về phương diện thương mại

Tùy theo yêu cầu sử dụng mà thép được tráng thiết với lưộng thiết khác nhau Thép tráng thiết có thể chế tạo theo phương pháp mạ điện hoặc phương pháp nhúgn tấm thép vào thiết nóng chảy, nhưng hiện nay thường chỉ sản xuất thép tráng thiết theo phương pháp mạ điện vì lượng thép tráng sẽ giảm đi rất nhiều

Thép sau khi mạ điện sẽ được xử lý hóa học hay điện hóa để tạo sự bám dính chặt chẽ của lớp thiết

Lớp thiết phủ bề mặt thép tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm: bên ngoài và bên trong hộp đều có màu sáng bạc và nhận thấy rõ thực phẩm trong hộp khi vừa mới khui nắp hộp

Để tránh ăn mòn lớp thiết bởi môi trường thực phẩm cũng như không khí, H2O, hơi nước tác động từ bên ngoài bao bì, thì lớp thép tráng thiết được phủ lớp vecni bằng nhựa nhiệt rắn để bảo vệ

Nếu không có lớp vecni htì:

- Không khí ẩm và H2O từ môi trường ngoài có thể gây hư hỏng lớp mặt ngoài của bao bì

- Sự trầy sước bề mặt do sự cọ sát tiếp xúc của bao bì với những kim loại khác

Thép tấm tráng thiếc sau khi xử lý hóa học hoặc điện hóa được phủ dầu cả hai bề mặt Lớp dầu DOS (Di-octylsebacate) được phủ lên bề mặt thép tráng thiếc khoảng 2 - 5mg/m2 nhằm Thép tấm bao gồm nhiều lớp từ trong ra ngoài là lớp thép nền 200 μ m; lớp hợp kim sắt thiếc 0,15 μ m; lớp thiếc 0,35 μ m; lớp oxyt 0,002 μ m; lớp dầu 0,002 μ m

Tác dụng của từng lớp là:

Lớp sắt nền: tạo độ cứng cho việc chế tạo lon, ảnh hưởng đến cơ tính và

tính chống ăn mòn của bao bì

Lớp hợp kim FeSn 2 : nếu lớp thiếc bị tan vào thực phẩm thì lớp hợp kim

sẽ trở thành lớp bảo vệ thứ hai

Lớp thiếc: lớp mạ thiếc càng dày thì bề mặt thiếc càng ít lỗ do đó tính

chống ăn mòn càng tốt, tăng thời gian bảo quản của lon

Lớp oxyt: tạo ra bằng quá trình xử lý hóa học lớp mạ thiếc bằng dung

dịch Na2Cr2O7, có tác dụng bảo vệ lớp thiếc bên trong

Lớp dầu DOS: bôi trơn bề mặt thép để thép tấm có thể trượt lên nhau

dễ dàng mà không gây sự trầy sước lớp thép tráng, trong quá trình vận chuyển, nhập liệu, tạo hình lon

Quy trình công nghệ chế tạo lon 3 mảnh:

III Sản phẩm sữa lên men:

Sữa lên men (fermented milks hay cultured milks) là những sản phẩm làm từ sữa (sữa nguyên, sữa tách béo một phần hay tách béo toàn phần, sữa đặc, sữa hoàn nguyên) nhờ quá trình lên men bởi nhóm vi khuẩn lactic Các sản phẩm lên men rất đa dạng, nổi tiếng trên thế giới gồm có yaourt, kefir, ymer,…

Do luôn sử dụng vi khuẩn lactic trong quá trình chế biến, các sản phẩm sữa lên men đều chứa acid lactic và các sản phẩm phụ trong quá tình lên men như diacetyl, acetaldehyde, acid acetic, khí CO2…Trong trường hợp nếu có sử dụng nấm men, sản phẩm sữa lên men có chứa ethanol

Bảng IV.1: Thành phần hóa học của sữa lên men

III.1 Sữa lên men yaourt:

Sữa lên men Yaourt là một sản phẩm rất phổ biến trên thế giới Trên thị trường ngày nay Yaourt rất đa dạng về chủng loại Cấu trúc và mùi vị luôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen của khách hàng tại các nước khác nhau Sản phẩm Yaourt có thể được phân loại như sau:

™ Yaourt truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong qui trình sản xuất yaourt truyền thống sữa nguyên liệu sau khi được xử lí, cấy giống rồi được rót vào bao bì Quá trình lên men trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

Bao bì sử dụng cho loại sản phẩm này là bao bì plastic, một số sản phẩm trên thị trường:

Hộp sản phẩm Yaourt này có phần hộp làm bằng plastic PE và phần nắp hộp là vật liệu ba lớp (lớp ngoài cùng là lớp LDPE, tiếp đó là lớp nhôm trong cùng tiếp xúc với sản phẩm là lớp LDPE Nắp được gắn với thân hộp bằng phương pháp hàn nhiệt

Hình III.2: Sản phẩm Yaourt đựng trong hộp PS có thêm vào

chất nhuộm màu

™ Yaourt uống (drinking type) hay Yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men được phá hủy hoàn toàn Sản phẩm dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không cần sử dụng muỗng Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

Yaourt uống có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ thấp Sản phẩm Yaourt không qua thanh trùng hay tiệt trùng thì phải bảo quản ở 2–4oC được 2 – 4 tuần, sản phẩm có qua quá trình thanh trùng thì cũng phải bảo quản ở nhiệt độ thấp 2 – 4 oC nhưng thời gian bảo quản có thể kéo dài tới 1-2 tháng Còn đối với sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ phòng, người ta sử dụng phương pháp tiệt trùng UHT

Hiện nay các sản phẩm Yaourt uống trên thị trường thường được đựng trong bao bì giấy nhiều lớp

™ Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): Qui trình sản xuất gồm các quá trình quan trọng: lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói Trong quá trình cô đặc người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm

III.2 Sữa lên men kefir:

Sữa lên men kefir là một sản phẩm có từ rất lâu Nguyên liệu để sản xuất kefir là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò

Hệ vi sinh vật trong sản xuất kefir bao gồm vi khuẩn lactic và nấm men Chúng cùng phát triển cộng sinh trên môi trường sữa Do đó sản phẩm kefir có

vị chua đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men

Thông thường, độ chua của kefir dao động trong khoảng 110 – 120 o Th; hàm lượng acid lactic chiếm 0,8 – 0,9%; hàm lượng CO2 tan 0,08 – 0,2%; hàm lượng ethanol 0,5 – 2%

Loại bao bì phổ biến để chứa kefir là bao bì giấy Yêu cầu và các đặc điểm của bao bì chứa kefir tương tự như loại bao bì giấy cho sản phẩm sữa tiệt trùng

Sản phẩm kefir bảo quản ở 4 – 6 o C trong thời gian tối đa 1 – 2 tuần

IV Cream:

IV.1 Định nghĩa:

Theo hiệp hội cream và phô mai 1995: cream là phần giàu béo của sữa và được tách ra nhằm phục vụ cho nhu cầu con người

IV.2 Một số đặc điểm và tính chất của cream:

a Là phần nhẹ nhất trong sữa

b Nước chiếm khoảng 87%, chất khô là 13%

c Hàm lượng béo trong cream ban đầu cỡ 35 – 45%, trong khi đó hàm lượng béo trong sữa khoảng 3,7 – 4%, nhưng hàm lượng nước và chất khô không béo (chủ yếu là protein và đường lactose) thì ít hơn

d Thành phần béo trong cream có thể thay đổi bằng cách chuẩn hóa với sữa gầy

e Giống như sữa thì cream cũng là 1 hệ nhũ tương dầu – nước Các giọt cầu béo cũng phân tán trong môi trường vừa có protein, đường lactose, khoáng và một số vitamin

f Phần lớn các giọt cầu béo có đường kính 0,5 – 10 μ , trung bình : 3 – 4 m

m

μ

g Cream có nhiều béo nên có độ nhớt cao

h Ngày nay độ nhớt của cream có thể điều chỉnh được dựa vào điều chỉnh quá trình sản xuất, tạo nên rất nhiều sản phẩm cream có độ nhớt khác nhau nhưng hàm lượng béo như nhau

IV.3 Phân loại cream:

Theo hàm lượng béo:

Clotted cream: 55%, thanh trùng

Double cream: 48%, thanh trùng, bảo quản lạnh đông

Whipping cream: 38 – 40%, thanh trùng, bảo quản lạnh hay lạnh đông Whipped cream: 35%, thanh trùng, có hàm lượng đường tương đối cao và

có thể được bổ sung thêm các thành phần khác, bảo quản lạnh đông

Sterilised cream: 23%, tiệt trùng

Sterilised half cream: 12%, tiệt trùng, có thể có thêm các thành phần khác Single cream: tối thiểu 18%, tiệt trùng UHT, bảo quản lạnh hay lạnh đông Half cream: tối thiểu 12%, tiệt trùng UHT, hoặc cream cà phê (được dùng

với cà phê-dạng bột)

Các sản phẩm cream khác được chế biến từ các loại cream trên:

Extra Thick Double Cream: được làm từ double cream, được đồng hóa,

thanh trùng và làm nguội Có cấu trúc sền sệt, không được khuấy Được đóng gói trong túi nhựa

Spooning Cream hay Extra Thick Textured Cream: được làm từ whipping

cream hay cream với hàm lượng béo thấp hơn (30%) Cũng có cấu trúc sền sệt và bao gói trong túi nhựa trong cabin lạnh

Frozen Cream: được làm từ single, whipping, hay double cream Sau khi

qua thanh trùng, làm nguội sẽ được làm lạnh đông ở dạng que 25ml hay hộp 50ml Có cấu trúc như thỏi đá

Aerosol Cream: được làm từ whipped cream, được xử lý nhiệt bằng UHT,

rồi chứa trong các bình phun ở điều kiện khô Nitro oxide được dùng làm chất đẩy cream ra khỏi bình chứa và phun lên các món thức ăn tráng miệng như bánh kem xốp, bánh flan và trái cây

Soured Cream (cream chua): được làm từ single cream lên men lactic

IV.4 Các ứng dụng của các sản phẩm cream:

ƒ Cream là một sản phẩm linh động, có thể dùng làm bán thành phẩm hoặc bán trực tiếp trên thị trường

ƒ Cream có thể cho vào trà, cà phê, sôcôla nóng và các đồ uống khác tạo màu sắc và mùi vị mong muốn

ƒ Whipping cream được cho vào trái cây tươi, các món tráng miệng

ƒ Một vài sản phẩm có dùng cream là :

™ Súp và nước sốt

™ Cream chua – cream đã được thanh trùng (chứa khoảng 18% chất béo) được cấy vi khuẩn hoặc được axit hóa

™ Kem

™ Syro đường, caramen, kẹo mềm