sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

156
Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Upload: food-chemistry

Post on 10-Feb-2017

18.193 views

Category:

Food


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa & các quá trình cơ

bản trong chế biến sữa

Page 2: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vị trí sữa trong khẩu phần ăn của ngƣời

Page 3: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu Định nghĩa về sữa theo phương diện hóa học:

Sữa là một sản phẩm keo đồng nhất, trong đó chất béo và casein được

phân tán trong nước và các thành phần khác được giữ dưới dạng dung dich. Nước là môi trường phân tán cho pha phân tán và dung môi cho

các thành phần hòa tan

Định nghĩa về sữa theo phương diện vật lý:

Sữa là một chất keo có màu trắng trong đó chất béo và protein được

phân tán trong nước

Định nghĩa về sữa theo phương diện sinh học:

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là

nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non.

Định nghĩa về sữa theo phương diện sinh học:

Sữa là mộ chất dịch sạch, tinh khiết nhận được từ quá trình cho sữa,

không kể thời gian nhận sữa từ trước 15 ngày và 10 ngày khi bò sữa

sanh con và chứa không ít hơn 8.5% chất khô không béo, không ít hơn

3.25% chất béo sữa

Sữa thương mại: Từ sự phân tiết sữa bình thường từ bò khỏe mạnh,

Không chứa sữa đầu, Chất khô không béo > 8,25% (8,0 to 8,5%), Mỡ

sữa > 3,25% (3,0 – 3,8%)

Page 4: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phƣơng pháp vắt sữa: Bằng máy

Hệ thống vắt sữa có thiết bị làm lạnh Hệ thống vắt sữa không có thiết bị làm lạnh

Page 5: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Colostrum (sữa đầu) Lượng whey proteins – khoảng 11% so với 0.65% trong sữa thường. Do

đó sữa sẽ đông tụ khi gia nhiệt. Phần lớn là immunoglobulins. Màu vàng nâu, vị mặn, lượng catalase and peroxidase cao. Kéo dài đến 2-3 ngày

Di truyền

Sinh lý

Giai đoạn, chu kỳ cho sữa

Tuổi

Dinh dưỡng

Mùa

Tình trạng của bệnh lý

Phương thức vắt sữa

Các yếu tố ảnh hƣởng đến

thành phần sữa

Mass fraction of the water frozen

Page 6: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa đƣợc tiết ra từ bò sữa trong 7 – 10 ngày

đầu tiên gọi là Colostrum

Colostrum không đƣợc tìm thấy từ ngày thứ

10 trở đi. Tuy nhiên sau 3 – 5 tuần một vài

tính chất của colostrum cũng đƣợc tìm thấy

Colustrum co vị mặn, màu nâu, là nguyên

do tao bông khi đun sôi

Độ nhớt colostrum : 1.033 – 1.094

Giá trị Soxhlet: 10 - 15

Page 7: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 8: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tính chất vật lí của sữa

4% oil-in-water emulsion

casein micelles

Stabilized by lecithin,

phospholipid

whey protein

Cream

Butter Cheese and Yogurt

casein gel

•Tính chất vật lí của sữa:

•Khối lượng riệng: 1027 – 1033 kg*m-3

•pH = 6.5 – 6.7

•Điểm đóng băng: -0.50C

Ice Cream

Ice

Whole milk (3.25% fat)

Page 9: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

− Chất lỏng đục, màu trắng đến vàng nhạt − Mùi đặc trưng, vị ngọt nhẹ

− Một số chỉ tiêu quan trọng

√ Tỉ trọng 1.028-1.036 g/cm3

√ Điểm đông đặc -0,51- -0,550C

√ Thế oxy hóa khử 0,1 – 0,2V √ Sức căng bề mặt 50dynes/cm

√ Độ dẫn điện 10 - 12 /ohm.cm

√ Độ dẫn nhiệt (200C): 0.17 Jm-1s-1k-1

√ Nhiệt dung riêng (400C): 2.1kJ.kg-1k-1

√ Chiết xuất (589nm): 1.462 √ Độ hòa tan chất béo (200C): 0.14% khối lượng

Tính chất vật lý

Page 10: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tính chất vật lý Tỷ trọng sữa phụ thuộc hàm lượng protein và béo

Tỷ trọng <1,01: sữa đã bị thêm nước

2.2. Thành phần hóa học

− pH

− Độ chua

√ Độ Soxlet Henkel (oSH): 100ml sữa – dd NaOH N/4

√ Độ thornel (oTh): 100 ml sữa và 200 ml nước cất – dd NaOH N/10

√ Độ Dornic (oD): 100ml sữa - dd NaOH N/9

Công thức tính tỷ trọng sữa

Page 11: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Công thức tính trong sữa Chất khô tổng số:

Có ảnh hưởng lớn đến đặc tính của sữa. Chiếm 13% trong sữa tươi.

CKTS = 1.23 f + 2.6 x 100 (d – 0.9982) / d

Trong đó f: hàm lượng béo, d: tỉ trong sữa

Điểm đóng băng: phản ánh số mol chất tan trong sữa, chủ yếu lactose và muối, là chỉ số cho biết sữa có bị pha nước hay không? Giá trị sữa bò là 0.5460C, sữa trâu là - 0.5430C

pH của sữa: pH sữa non thấp hơn sữa bình thường, pH của con vật bị bệnh cao hơn mức bình thương. pH dao động từ 6.6 – 6.8

Khả năng đêm là độ ổn định pH trong một phạm vi nào đó khi thêm aicd hay kềm do cò các nhóm phosphat, calcium…

%acid lactic: 10D = 0.01% acid lactic

Sữa tươi có độ Donic từ 160D - 190D

Thế oxy hóa khử: từ 0.25V - 0.35V. Phụ thuộc pH, T0C, ion. Là cơ sở cho việc xác định độ tươi của sữa bằng xanhmethylen

0.1

0.0

- 0.1

- 0.3

- 0.2

1 2 3 4 5 6

Time (h)

Eh

Page 12: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Thành phần hóa học của sữa

Chất khô tổng số (CKTS): 100 – nước

Chất khô không béo: CKTS – béo

Plasma: sữa – béo

Serum: plasma – casein

Page 13: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nƣớc

Nƣớc chiếm 80% - 90%, bị ảnh hƣởng bởi: chế độ nuôi dƣỡng, sức khỏe con vật cho sữa, môi trƣờng . . .

Là môi trƣờng phân tán cho các chất casein, béo

Là dung môi cho các chất tan: lactose

Chất béo

Là thành phần phân tán tạo nhũ tƣơng trong sữa

Hầu hết chất béo hiện diện ở dạng hạt bao bọc bởi lớp màng

Thành phần lớp màng có protein, phospholipid, enzyme phostphatease, chiều dày 8 – 10 mm

Chức năng của màng: bảo vệ không cho các hạt béo kết hợp với nhau, ổn định hệ nhũ tƣơng nhờ chất phospholipid trên màng

Đƣờng kính hạt béo ảnh hƣởng đến độ ổn định nhũ tƣơng (vận tốc lắng), màu sắc của sữa. Đƣờng kính = 0.1 - 15µm

Agglutinin là protein tạo sự kết hợp của các hạt béo trong quá trình nổi lên: bị biến tính ở 65°C/10 min hay 75°C/2 min.

Các yếu tố ảnh hƣởng kích thƣớc hạt béo

Loài động vật cho sữa, Thời kì cho sữa, Loại thức ăn, Sức khỏe con vật, Hàm lƣợng chất béo có trong sữa

Thành phần hóa học của sữa

Page 14: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Hệ keo

− Tiểu micell:

√ Hình cầu(d=10-15nm)

√ Chứa trung bình 10 phân tử casein

√ Vùng tâm β-casein

Hệ nhũ tƣơng

−1ml sữa có 10-15 tỉ hạt cầu béo(d=0,1-20micromet)

Màng bao quanh cầu béo: lipoprotein(tích điện âm)

Thành phần cầu béo:glyceride, phospholipide và protein. Phospholipide là cầu nối trung gian giữa glyceride và protein.

Ứng dụng sản xuất bơ, cream, váng sữa.

Thành phần hóa học của sữa

function of the globule diameter (d) and temperature

Page 15: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

oSH oTh oD

oSH 1 2,5 2,25

oTh 0,4 1 0,9

oD 4/9 10/9 1

Thành phần hóa học của sữa

Page 16: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chất khô Công thức tính %CK theo lactometer

S = 1.21M + 0.25α + 0.66 hoặc

Trong đó: S – hàm lượng chất khô của sữa

M – hàm lượng chất béo của sữa

α – tỷ trọng của sữa theo độ lactometer

LIPID

CHẤT BÉO SỮA

Có 98% - 99% là triglyceride và 1% - 2% là photpholipid, caroten, vitamin

Sinh năng lượng cao, chứa các vitamin hòa tan trong chất béo: A, E, D

Trong sữa có 18 acid béo

Đường kính cầu sữa 0.1μm - 20μm

Các cầu sữa được bao bọc bằng màng protein và photpholipid

Ngăn không cho chúng kết hợp với nhau, không bị phá hủy bởi enzyme

Chỉ số acid thể hiện số g lipid bị oxi hóa

Chỉ số iod thể hiện số nối đôi trong lpid. Chỉ số này nhỏ ở tháng 1, 2, 3 và cao

ở tháng 7, 8, 9

15.2662.1 MS

Page 17: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chất béo Chất béo chiếm 4% trong sữa.

Thành phần của chất béo gồm: Glyceride của các acid béo mạch cacbon ngắn, độ bão hòa cao; acid béo tự do; phospholipid; cholesterol; vitamin tan trong dầu

Phân loại chất béo:

Chất béo đơn giản: công thức phân tử chỉ có C, H, O

Chất béo phức tạp: ngoài C,H,O còn N, P, S

Tính chất vật lý: không màu, không vị, tinh khiết, sự hiện diện của các chất béo khác ngã màu vàng nhạt:β-carotene. Các thành phần diacetyl, acetyl methyl carbonyl tạo vị cho sữa: giống, vi khuẩn

Có thể tạo ra mùi khi hấp thụ mùi từ môi trường

Không tan trong nước, nhưng nhẹ hơn nước. Hấp thụ một lượng nước cân đối

Page 18: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chất béo

− Lipid đơn giản(98,5%):triglyceride(95-96%), diglyceride(2-3%), monoglyceride(0,1%), cholesterol(0,03%), ceride(0,02%).

− Lipid phức tạp(1.0%).

− Các hợp chất tan trong chất béo(0,5%): cholesterol(0.3%), acid béo tự do(0,1%), hydrocacbon(0,1%), vitamin tan trong chất béo…

Chất béo

1. Temperature. No agglutination occurs at 37°C. The

colder the milk, the quicker the creaming

2. Concentration of agglutinin varies among cows and

with lactation stage, high in colostrum,

3. Fat globule size, smaller globules have a relatively

larger surface area and, need more agglutinin.

4. Fat content. The higher the fat content of milk, the

faster the creaming is because formation of

floccules is quicker.

5. Agitating milk for a while at low temperature

seriously impairs creaming.

6. Heat treatment of milk can inactivate agglutinin.

7. Homogenization inactivates agglutinin, also if it

takes place without the fat globules being present

Page 19: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Different types of aggregates of fat globules

Page 20: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

During aging, crystals from milk

fat start protruding from the

surface of the fat globule

Emulsifiers displace the casein micelle

protein that was stabilizing the globules

During churning, milk fat globules form a chain

around air bubbles making the foam stable

Page 21: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 22: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các hợp chất nitơ

Nitơ phi protein 5%

Acid amine,

nucleotide, ure, acid uric...

Nitơ protein 95%

Casein protein hòa tan

, β,γ, Ќ

Micell

Đông tụ pH 4.6

Β-lactoglobulin

-lactalbumin

Serum-albumin

Immunoglobulin

Peptone-proteose

Page 23: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các enzym thường gặp

Lactoperoxydase

Catalase

Lipase

Photphatase

Lysozyme glucosaminidase

Protease

Photpholipid và glycolipid

Có vai trò trong việc tạo màng cầu mỡ

Cấu tạo: gồm gốc acid photphoric và glycerol

Chiếm khoảng 0.031% - 0.05%

Protein sữa

Protein hòa tan: albumin, lactoperoxydase, lisozyme . . .

Protein keo: gồm các micell của caseinat và calci photphat

Casein sữa

Là photphoprotein có chứa gốc acid phosphoric và nhiều nhón tự do khác: -HS, -OH, =NH, -NH2, -COOH . . .

Các hợp chất nitơ

Page 24: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

PROTEIN SỮA

Protein sữa gồm có

Casein ( 76% - 80% )

Whey ( 16% -18% )

Non – protein nitrogen ( 6% )

CASEIN SỮA

Có khả năng gây đông tụ sữa

Có thể liên kết với Ca2+

Ở pH thấp casein kết hợp với β-

lactoglobulin, whey biến tính, liên

kết với casein bằng cầu nối

disulfit và hiện tượng đông tụ

sữa bắt đầu ( SP yoghurt )

Các hợp chất nitơ

Page 25: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Protein Composition of Milk

Protein % of Total

Protein

Caseins 80

-caseins 42

-caseins 25

-caseins 9

Whey proteins 20

-lactalbumin 4

-lactoglobulin 9

Page 26: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Casein sữa Can-xi phosphate và các đầu carbon háo nước của k-casein giữa

các tiểu hạt keo duy trì cấu trúc ổn định của hạt keo

Nếu k-casein bị chia cắt (do enzyme rennet) hạt keo mất tính hòa tan. Hạt keo mang điện tích âm. Lớp nước liên kết xung quanh hạt keo giúp cho hạt keo ổn định. Nếu lớp nước mất đi casein kết tủa

Ở nhiệt độ thấp, calcium hydroxyphosphate tách khỏi hạt keo và hòa tan. Các tương tác kỵ nước bị yếu khi nhiệt độ giảm. Điều này làm sữa khó được sản xuất pho-mai, vì thời gian tác dụng của rennet sẽ dài hơn và cục đông sẽ mềm hơn

Beta-casein kỵ nước, dễ bị thủy phân sau khi tách ra khỏi hạt keo casein. Thủy phân beta-casein tạo ra gamma-casein và proteose-pepton, làm sản lượng pho-mat giảm và có thể hình thành các peptid gây đắng, mùi khó chịu cho pho-mát

Khi sữa tươi hay sữa thanh trùng bảo quản lạnh, được gia nhiệt 62 – 65°C trong khoảng 20 giây beta-casein và calcium hydroxyphosphate sẽ trở lại hạt keo và phục hồi một phần tính chất của sữa.

Page 27: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 28: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Casein Micelle Cross-link formation between submicelles

P = phosphate, Ca = calcium, Cit = citrate,

black patches = non linking region of kappa casein

Full-sized micelle

Kappa casein limits micelle growth as it cannot

participate in cross-linking

• not highly phosphorylated

• glycosylated with oligosaccharide

Page 29: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Youghurt

Page 30: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Cơ chế

đông tụ sữa Sự kết tủa casein do acid: Colloidal calcium hydroxyphosphate

trong hạt keo sẽ hòa tan tạo thành ion can-xi, ion này xâm nhập vào cấu trúc của hạt keo tạo cầu can-xi bên trong bền vững. pH dung dịch tiến gần đến pHi của các casein. Hai tiến trình này làm các hạt keo kết tụ và tạo thành cục đông. Tùy thuộc pH cuối cùng mà cục đông chứa muối casein, casein ở trạng thái đẳng điện hay cả hai. pH đẳng điện sữa 4,6-4,7. pH sữa lên men thường 3,9-4,5

Sự kết tủa casein do enzyme: Amino axit tạo thành k-casein molecule có 169 aminoaxit. Rennet tấn công vào vị trí giữa axit amin 105 (Phe) -106 (Met). Đoạn peptid chứa amino acids 106 - 169, có tính háo nước, gọi là glycomacro-peptide và giải phóng vào whey khi chế biến pho-mát. Phần còn lại của k-casein, gồm amino acids 1- 105, không tan, tạo thành cục đông cùng với alphas- và beta-casein. Gọi là para-k-casein. Do macropeptides háo nước bị tách rời, lực tương tác liên phân tử bị mất cân bằng, dẫn đến các đầu nối kỵ nước và các cầu can-xi hình thành tách nước rời khỏi cấu trúc. Tiến trình này gọi là sự đông tụ và kết hợp

Page 31: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

pHsữa = 6.6 – 6.7 và các micell keo tích điện âm

k-casein rất háo nước phủ ở bề mặt. Các micell nghèo k-casein nằm ở phía trong.

Dưới tác dụng của chimosin, vỏ háo nước bị phá hủy, ion Ca sẽ kết dính αs, β – casein lại.

Khi pH giảm, ion H+ trung hòa điện tích âm casein và đông tụ ở pI = 5.1 – 5.3

Protein lactoserum

α-Lactalbumin: có giá trị dinh dưỡng cao

β-Lactoglobulin: Biến tính và cầu nối di sunfur hình thành khi đun sôi.

Imunoglobulin: hàm lượng cao ở sữa đầu

Các sắc tố:

Gồm có: carotenoid, chlorophyll, lactoflavin

Màu sữa càng trắng, khi hạt sữa càng mịn do sự khuyếch tán ánh sáng

Cơ chế đông tụ sữa

Page 32: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Whey protein (protein nhũ thanh) Chủ yếu là α-lactalbumin và β-lactoglobulin, không kết tủa ở pHi cuả nó nếu không

bị biến tính bởi carboxymethyl cellulase. Khi sữa bị gia nhiệt, một số whey proteins bị biến tính và tạo thành phức hợp với

casein, vì vậy làm giảm khả năng tấn công của rennet và tạo tủa khi kết hợp với can-xi giữa các phân tử casein. Cục đông sản xuất từ sữa gia nhiệt sẽ không giải phóng whey giống sữa chưa gia nhiệt.

Whey proteins nói chung và α-lactalbumin nói riêng có giá trị dinh dưỡng cao. Thành phần amino acid rất gần với giá trị sinh học tối đa.

Khi sữa bị gia nhiệt trên 60°C, sự biến tính bắt đầu khi có sự tương tác giữa amino acid chứa S và β–lactoglobulin. Cầu sulphur hình thành giữa các phân tử β -lactoglobulin, giữa 1 phân tử β-lactoglobulin và một phân tử κ-casein và giữa1 β -lactoglobulin và α-lactalbumin.

Ở nhiệt đô cao hơn, các hợp chất sulphur hydrogen sulphide hình thành tạo mùi “đun nấu”

α-lactalbumin có vai trò trong tổng hợp lactose

Page 33: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các yếu tố ảnh hƣởng độ hoạt động Ca2+

Độ hoạt động Ca2+ đóng vai trò quan trong trong cơ chế đông tụ sữa

Khi thêm đƣờng saccarose vào trong sữa, trong quá trình cô đặc, chế biến kem, ..làm tăng độ hoạt

động Ca2+: Cứ thêm 150g đƣờng vào 1l sữa thì độ hoạt động Ca2+ tăng từ 0.4 – 0.6

Sữa có nồng độ Ca2+ dao động từ 0.6 – 1.6 mmol/l.

pH càng thấp thì hoạt động của Ca2+càng cao

Page 34: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 35: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 36: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Lactose

Chỉ có duy nhất trong sữa

Tồn tại ở dạng tự do và liên kết với protein, các gluxit khác

Độ ngọt kém hơn so với sucrose

lactose may isomerize into other sugars; it may also degrade into galactose and degradation products of glucose, including various organic acids.

Các muối

Tồn tại các muối: Ca2+, Mg2+, . . .

Hàm lượng Ca quyết định tốc độ tạo đông của sữa

Các muối acid limonic có ý nghĩa trong sản phẩm sữa lên men, bơ

Các cặn muối và protein ( albumin và globulin ) bị kết tủa khi đun, cản trở sự truyền nhiệt

Các muối acid photphoric giúp cân bằng hệ keo

Chất tan

Page 37: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Khoáng: phụ thuộc khẩu phần ăn khi nuôi bò

− Hàm lượng 8-10g/l, tồn tại dạng hòa tan hoặc dung dịch keo

− Đa lượng: nhiều nhất Ca, P, Mg, tiếp theo là K, Na…

Muối potassium và calcium chủ yếu trong sữa bình thường, số

lượng thay đổi theo trạng thái sinh lý. Cuối chu kỳ cho sữa và bò bị

viêm vú, sodium chloride tăng làm sữa có vị mặn trong khi muối của

các kim loại khác giảm xuống

Vitamin

− Tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, …

− Tan trong chất béo: A, D, E

Hormone

3 nhóm: proteohormone, hormone peptide và hormone steride

Khí

− Hàm lượng 5-6%

− Thành phần CO2, O2, N2

Chất tan

Page 38: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các enzyme trong sữa Nguồn gốc: có sẳn trong sữa hoặc do VSV sinh ra

Peroxidase: Bất hoạt ở trong vài giây, sử dụng nhằm xác định sữa đã thanh trùng ở nhiệt đô > 80 °C (Storch’s peroxidase test)

Catalase: Có thể gia tăng do họat động của vi sinh vật. Sữa bình thường chứa ít catalase, sữa từ thú bệnh catalase gia tăng, enzyme bị hủy do nhiệt ở 75°C / 60 giây

Phosphatase: Phân giải esters của axit phosphoric thành axit phosphoric và cồn. Xác định bằng cách thêm ester axit phosphoric và một tác nhân thay đổi màu khi phản ứng với cồn tự do. Bị hủy ở điều kiện thanh trùng bình thường (72°C /15 – 20 giây). Phosphatase test phải được thực hiện ngay sau khi xử lý nhiệt, nếu không sữa phải làm lạnh đến <+ 5°C và giữ ở nhiệt độ này đến khi phân tích. Cần pân tích ngay trong ngày vì enzme có thể tái hoạt, đặc biệt đối với kem

Lipase: phân giải chất béo thành glycerol và axit béo tự do, gây mùi ôi chua. Lượng lipase trong sữa thấp, số lượng gia tăng vào cuối giai đoạn cho sữa. Ở nhiệt độ thanh trùng bị bất hoạt một phần lớn. Lipase do vi sinh vật sinh ra có khả năng đề kháng cao với nhiệt độ, ngay cả ở nhiệt độ tiệt trùng

Page 39: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 40: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu Sữa nhiễm hóa chất

−Kháng sinh

Thƣờng gặp penicilline, chloramphenicol, aureomycine,

terramycine, tetracyline, streptomycine, neomycine,

erythromycine…

Không bị phân hủy bởi nhiệt.

Lƣu ý: công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa.

Các chất khác

kim loại nặng

Nguyên tố phóng xạ

Nitrate

Độc tố vi sinh vật

Page 41: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu

VSV nhiễm sau khi vắt sữa

− Vi khuẩn lactic

− Coliform

− Vi khuẩn sinh tổng hợp acid butyric (C.butyric, C. tyrobutyricum)

− Propionibacterium

− Vi khuẩn gây thối

−Nấm men: S.cerevisae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis condensi..

−nấm sợi: Pennicillum, Aspergillus, Geotrichum, rhizopus…

Total count (—), number of psychrotrophs (---), desirable

upper limit for processing (xxx).

Page 42: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu

Các VSV gây bệnh:

Mycobacterium tuberculosis

Staphyloccus aureus

Salmonella

Shigella

Campylobacter jejuni

Listeria monocytogenes

Coxiella burnetii

Bacillus cereus

Clostridium botulinum

Clostridium perfringens

Page 43: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tác động của nhiệt độ lên thành phần sữa Chất béo:Khi thanh trùng 70 – 80°C/15 giây, chất béo tự do kết hợp các hạt

béo khi chúng tiếp xúc nhau. Đồng hóa sẽ tránh được hiện tượng này. Ở nhiệt độ 105 - 135°C chất béo tự do thoát khỏi hạt béo dù đồng hóa hay

không, do sự ất ổn định của màng hạt chất béo

T > 135°C protein trên màng hạt béo tạo thành hệ thống giúp cho màng giảm tính thấm, vì vậy quá trình đồng hóa sau khi tiệt trùng được sử dụng trong sữa UHT có hàm lượng béo cao

Whey proteins, đặc biệt beta-lactoglobulin nhạy cảm với nhiệt. Bắt đầu ở 65°C và hầu như biến tính hoàn toàn ở 90°C trong 5 phút.

b-lactoglobulin liên kết đặc biệt với k-casein qua cầu nối sulphur, làm cho k-casein khó bị tác dụng của rennet, điều này giải thích tại sao cục đông sữa thanh trùng nhiệt độ cao mềm

Sữa lên men, sự biến tính và tương tác với casein ở 90 – 95°C /3 – 5 phút làm giảm sự kết tủa và tăng độ nhớt

Đun sữa ở 75°C/ 20 – 60 giây bắt đầu xuất hiện mùi đun nấu “cooked” do giải phóng hợp chất chứa S từ b-lactoglobulin và những proteins khác.

T> 100 °C lactose pứ với protein, tạo màu nâu (phản ứng Maillard), làm thay đổi mùi vị, giảm giá trị dinh dưỡng, đặc biệt mất lysine. Sữa thanh trùng, sữa UHT có thể phân biệt bằng lượng lactulose. Lactulose là đồng phân của lactose hình thành khi sữa xử lý nhiệt độ cao

Page 44: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Ảnh hƣởng của nhiệt độ bảo quản sữa đến số

lƣợng vi khuẩn

Khoảng cách giữa các lần giao nhận sữa

Vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng sữa: vi khuẩn ưa lạnh: có thể phát

triển ở sữa t<4C sau giai đoạn thích nghi 48-72 giờ. Nên sữa phải

được làm lạnh đến 2-3C nếu không được đem chế biến sau 48 giờ

Sự phát triển của vi khuẩn trong sữa tƣơi ở 4C

Page 45: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Một số hoạt động của vi sinh vật trong môi trƣờng sữa

Vi sinh vật Sản phẩm

Lên men cồn do nấm men, nấm mốc

trong điều kiện kị khí

Lên men lactic do LAB trong sản

xuất yaourt, pho-mai

Lên men lactose do coliforms

Lên men butyric

Phân giải protein

Phân giải lipid

Phân giải lecithin

Sinh sắc tố, Tạo chất gây nhớt, chất

có mùi

Sinh độc tố, gây bệnh

Cồn, khí

Chủ yếu là axit lactic

Acid lactic, acetic, succinic, formic,

butanediol, C02, H2

Butyric acid, C02, H2, butyl alcohol

Acids, cồn, khí, và các chất khác. Ngoài ra:

hiện tượng đông ngọt (curling) và pepton

hoá

Các chất béo bay hơi, aldehydes, ketones

Do B. cereus, mỡ nổi trên bề mặt thành

từng đám

Exopolysaccharides

S. typhoid, Coryebacterium diptheriae…

Page 46: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân biệt một số loại vi sinh vật Psychrotrophic (cold-tolerant) bacteria: vi khuẩn đề kháng lạnh bao gồm vi

khuẩn ưa lạnh hay ưa ấm có thể phát triển ở nhiệt độ < 7°C

Psychrophilic (cold-loving) bacteria: vi khuẩn ưa lạnh, topt < 20°C.

Mesophilic bacteria (loving the happy medium): vi khuẩn ưa ấm topt = 20- 44°C.

Thermophilic (heat-loving) bacteria vi khuẩn ưa nhiệt topt = 45-60°C

Thermoduric (heat-enduring) bacteria: vi khuẩn chịu nhiệt đên 70°C hay hơn. Chúng không phát triển ở nhiệt độ này nhưng không bị chết.

Vi khuẩn đề kháng lạnh rất đươc quan tâm trong bảo quản sữa vì sữa nguyên liệu và sữa uống thường ở nhiệt độ 7°C hay thấp hơn

Page 47: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các chỉ tiêu chất lượng của sữa Chỉ tiêu cảm quan

Trạng thái: Ở điều kiện bình thường sữa tươi là một khối chất lỏng đồng nhất, không vón cục, không có lớp chất béo nổi trên mặt, có độ nhớt khoảng 1.1-2.5 đơn vị

Màu sắc: Sữa tươi có màu sắc thay đổi từ trắng ngà đến vàng nhạt. Sữa có nhiều chất béo thì màu vàng hơn những loại sữa bình thường, ngược lại khi sữa đã bị lấy đi một phần chất béo hoặc bị pha thêm nước thì thường có màu vàng nhạt hơn. Sữa có màu vàng ánh xanh, sữa có màu xám hoặc ánh hồng có thể do vú bò bị viêm hoặc do ảnh hưởng của thức ăn lạ.

Mùi vị: Sữa tươi có mùi thơm đặc trưng dễ chịu, vị hơi ngọt.

Các chỉ tiêu lý hóa:

Tỷ khối: thay đổi trong phạm vi 1.028-1.038. Khi sữa tươi bị pha thêm nước thì tỉ khối giảm xuống.

Độ acid: Độ acid của sữa tươi mới vắt khoảng 16-180T. Đối với sữa tươi dùng để uống trực tiếp không lớn hơn 200T. Đối với sữa tươi dùng để chế biến ra các sản phẩm khác tối đa chỉ đạt là từ 23-250T.

Page 48: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Thay đổi thành phần sữa trong quá trình bảo quản Oxi hóa chất béo:

Tạo mùi kim loại, bơ có mùi dầu, lecithin rất nhạy cảm.

Yếu tố ảnh hưởng: O2, muối sắt, đồng, ánh sáng trực tiếp, ánh sáng huỳnh quang, vi sinh vật (vi khuẩn lactic tiêu thụ O2), nhiệt độ > 80°C

Thanh trùng nhiệt độ cao (làm xuất hiện các hợp chất khử -SH), chất chống oxy hóa: DGA, dodecyl gallate. Sữa mùa đông dễ bị oxi hóa do nhiệt độ thấp, khẩu phần ít cỏ tươi dẫn đến lương vitamins A and C thấp. Khi có ánh sáng, kim loại nặng, các axit béo phân giải thành aldehydes and ketones, tạo mùi khó chịu cho sản phẩm sữa chứa nhiều chất béo

Oxi hóa protein:

Amino acid methionine bị oxi hóa thành methional Methional or 3-mercapto-methylpropionaldehyde là chất tạo ra mùi khét nắng “sunlight”. Methionine không ở trạng thái tự do mà do sự phân giải protein. Các yếu tố ảnh hưởng: Ánh sáng, đặc biệt ánh sáng huỳnh quang, thời gian chiếu sáng, sữa đã đồng hóa nhạy cảm hơn

Oxi hóa lipid:

Tạo mùi khó chịu do axit béo tự do (butyric and caproic acid). Do hoạt động của lipase đặc biệt khi sữa trữ ở nhiệt độ cao, nhưng

lipase không thể hoạt đọng khi hạt béo sữa không bị vỡ do: bơm, khuấy, phun. Có thể làm bất hoạt lipase bằng cách thanh trùng nhiệt độ cao, tuy nhiên lipase của vi sinh vật đề kháng cao với nhiệt

Page 49: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vi khuẩn lên men butyric và propionic

Vi khuẩn lên men butyric

Do nhóm vi khuẩn kỵ khí sinh bào tử: C. butyricum, C. tyrobutyicum

(cheese destroyer)…không phát triển tốt trong sữa do O2 nhưng gây

hư hỏng pho-mai

Không bị diệt bởi nhiệt độ thanh trùng

Sản phẩm chủ yếu: acid butyic, CO2 và H2

Ngăn chặn: Biện pháp vệ sinh, NaCl, muối nitrate, ly tâm

(bactofugation), vi lọc (MF).

Lên men propionic:

Gồm nhiều loại vi khuẩn, không sinh bào tử, nhiệt dộ tối hảo khoảng

30°C, mọt só có khả năng sống sót sau thanh trùng HTST

Lên men lactate sinh acid propionic, CO2, sinh hương, sử dụng trong

chế biến Emmenthal, Gruyère, Jarlsberg, Grevé và Maasdam

Page 50: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vi khuẩn lên men lactic

Page 51: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vi khuẩn lên men lactic

Page 52: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 53: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân giải carbohydrates

Sản phẩm của quá trình lên men: axit hữu cơ (lactic, butyric, etc.), alcohols (ethyl alcohol, butyl alcohol, etc.) và khí (H2, CO2, etc.)

Lên men cồn sản phẩm là lactose is broken down to ethyl alcohol và CO2, thường xảy ra trong điều kiện yếm khí, chủ yếu do nấm men và nấm mốc

Lên men lactic lactose thành axit lactic

coliform sinh hỗn hợp các axit như axit lactic, axit acetic, axit succinic, axit formic và butanediol, ethyl alcohol, H2, và CO2

Lên men axit butyric điều kiện yếm khí bắt buộc do vi khuẩn Clostridium. Sản hẩm: axit butyric, H2, CO2 và trong một số trường hợp là butyl alcohol.

Page 54: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Khả năng sinh axit của hầu hết LAB 0.5 and 1.5% axit lactic, một số có thể đạt 3%.

LAB cần các hợp chất đạm hữu cơ có trong sữa để phát triển

Một số loài đuợc đặt tên lại: Lactococcus (Lc.) thay cho Strepococcus (Sc.) vì vậy Sc. lactis, cremoris và diacetylactis thành Lc. lactis, cremoris và diacetylactis

Streptococcus diacetylactis và Leuconostoc cremoris phân gỉai axit citric, axit citric bị phân giải tạo ra carbon dioxide và diacetyl.

Carbon dioxide tạo ra “mắt” pho-mai.

Diacetyl, do sự lên men citric acid, tham gia tạo mùi thơm đặc trưng của bơ, sữa lên men

Sc. thermophilus, là vk chịu nhiệt, thường có trong sữa tiệt trùng HTST

Lactobacillus helveticus và Lb. bulgaricus tham gia lên men pho-mai Emmenthal, cùng với Sc. thermophilus

L. acidophilus và Bifidobacteria, riêng lẻ hay kết hợp có thể sống qua đường tiêu hóa và bám vào thành ruột giúp giảm sự phát triển của E. coli và các vi khuẩn bất lợi khác, ngăn ngừa bệnh tiêu chảy

Vi khuẩn lactic quan trọng trong chế biến sữa

Page 55: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vi khuẩn lactic quan trọng trong chế biến sữa

Page 56: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân giải protein (proteolysis) Các enzyme xúc tác chính: rennin, pepsin và trypsin. Các enzymes này

phân giải proteins thành peptides, sau đó các peptidases to ngắn hơn peptides và amino axit tự do. Amino axit có thể được vi sinh vật sử dụng hoặc tiếp tục phân giải do quá trình oxi hóa hoặc lên men.

Sản phẩm: Các axit, alcohols, khí (H2, CO2, H2S, ammoniac) và các hợp chất khác. Sự phân giải protein thường sinh NH3, cất này có tính kiềm và có mùi nồng khó chịu

Cystine, cysteine and methionine, chứa S, bị phân giải sinh H2S có mùi khó chịu. Sự phân giải protein trong sữa xảy ra theo 2 giai đoạn gọi là pepton hóa (peptonisation) bao gồm:

Curdling (đông ngọt) hay đông tụ sữa do enzym giống rennin, thường xả ra ở sữa thanh trùng khi dự trữ ở nhiệt độ cao

Phân giải protein, tạo ra NH3.

Mức độ amino axit tự do và NH3 cho biết thời gian ủ và mức độ chín của phó mát. Phó mát xanh quá trình phân giải protein diễn ra nhanh chóng sinh ra một lượng NH3 lớn

Page 57: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân giải chất béo & lecithin Lipase xúc tác phân giải chất béo sinh glycerol và các axit béo. Một số các chất béo bay hơi và có mùi khó chịu như axit butyric tạo mùi ôi khét. Mỡ sữa trong bơ, kem, chứa protein, carbohydrate, chất khoáng… cần thiết cho vsv phát triển do đó dễ bị phân giải hơn so với chất béo nguyên chất

Phân giải lecithin: Bacillus cereus sản xuất lecithinases, phân giải lecithin thành diglyceride và phosphoryl choline. Màng chất béo bị vỡ dẫn đến sự bất ổn định của nhũ tương mỡ, tạo thành từng đám nổi trên bề mặt sữa hay kem. Hiện tượng này được gọi là kem đắng “bitty cream” hay kem gãy “broken cream”.Choline có thể bị phân giải thành trimethyl amine có mùi tanh cá.

Page 58: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các hoạt động khác Sản sinh chất nhầy tạo nhớt.

Tạo mùi: mùi mốc do nấm mốc; mùi đất do Actinomyces; mùi trái cây do nấm men; mùi trái cây, mùi cá do Pseudomonas; mùi “bò” do Coliforms, mùi mạch nha do: Lactococcus lactis var. maltigenes…

Khả năng khử: như Lactococcus, coliforms và Bacillus (nguyên lý của phản ứng “Resazurin” và “Methylene blue”, cho biết mức độ nhiễm vi sinh vật và chất lượng sữa

Tạo màu cho sữa

Sinh độc tố:

Page 59: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Vi khuẩn gây thối Do sự phân giải protein hình thành ammonia. Trong vài

trường hợp được sử dụng trong chế biến sữa Bao gồm các trực khuẩn, cầu khuẩn, kị khí và hiếu khí

Brevibacterium linens, đề kháng muối cao, tạo lớp vàng đỏ trên bề mặt pho-mai Port Salut tham gia tạo mùi đặc trưng.

Pseudomonas fluorescens, sinh lipase và protease đề kháng nhiệt cao, gây hư hỏng bơ

Clostridium sporogenes. Có thể gây hư hỏng pho-mai đặc biệt pho-mai tan chảy (processed cheese)

Sinh acid lactic,H2, CO2 gây hư hỏng pho-mai: mùi khó chịu, sinh khí mạnh, làm cấu trúc của pho-mai bị biến đổi ở giai đoạn đầu của quá trình ủ chín do hoạt động chuyển hóa của coliform dừng ở pH< 6. Trước khi lactose bị lên men hoàn toàn

Coliforms bị diệt khi thanh trùng HTST

Là vi khuẩn chỉ thị cho chất lượng vi sinh vật trong nhà máy sữa. Nếu phát hiện coliforms sau khi thanh trùng, chứng tỏ quá trình làm vệ sinh không đạt.

Có thể kiểm tra tổng vi khuẩn Gr- bao gồm cả Pseudomonas và coliforms

Page 60: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nấm men & nấm mốc Nấm mốc: Penicillium có khả năng phân giải

protein mạnh. Một số được sử dụng trong chế biến pho-mai như Penicillium roqueforti (pho-mai xanh) và Penicillium camemberti (pho-mai Camember)

Geotrichum candidum (nấm sữa) tham gia vào quá trình ủ chín pho-mai mềm và bán mềm, có thể gây ôi chua (rancidity), màu, mùi bất thường cho bơ

Nấm men: Nói chung nấm men là vi sinh vật bất lợi trong chế biến sữa ngoại trừ Kefir

Probiotic: Những dòng vi khuẩn có khả năng tạo ra những hiệu ứng tốt cho sức khỏe người tiêu dùng: tăng sức đề kháng bệnh, chống lại một số vi sinh vật gây bệnh, tăng cường hấp thu cơ chất…Chịu được độ acid cao, đề kháng với muối mật, kỵ khí bắt buộc hay tùy nghi. Số lượng vi khuẩn cần thiết: 107

tế bào/ngày

Page 61: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các dấu hiệu sữa & sp tử sữa hƣ hỏng Vị đắng: do dư vị của thức ăn, sự phát triển của vi khuẩn phân giả protein

Vị ôi: xuất hiện trong sữa bảo quản lạnh dài ngày do sự phân hủy acid béo tạo thành các hợp

Sữa sủi bọt: do VSV hoạt động tạo khí: nấm men, vi khuẩn đường ruột, vi khuẩn butyric

Sữa đông tụ ở pH thấp: do có lẫn sữa non hoặc tác dụng của enzyme protease của vi khuẩn. Sữa thường đong vón khi đun sôi

Sữa kéo sợi: Sữa thay đổi sinh ra dạng sợi do pH thấp, do vi khuẩn không sinh nha bào Bacillus lactics viscosum (không vón cục); do liên cầu khuẩn, trực khuẩn tọa lớp nhầy trên sữa

Sữa có màu: do sữa bảo quản trong một thời gian tạo điều kiện VSV phát triển lúc đầu có vài đểm nhỏ sau đó lan ra toàn bộ sữa. Sữa màu xanh (Pseudonzonas cyanogenes, bacillus cyanogenes) Sữa màu vàng (Pseudonzonas synxanthum, bacterium synxanthum) Sữa màu đỏ ( Serratia marcescens, bacillus lactics)

Sữa bị đặc quánh (sữa đặc): do sự phát triển VSV thường là Micrococcus tạo acid lactic

Sữa tạo thành cục (sữa đặc): trên bề mặt có hiện tượng đường bị đặc quánh lại và xuất hiện casein có màu khác nhau hình cúc áo là do mốc Catemularia inliginea

Hộp sữa bị phồng trong sữa còn nấm men, vi khuẩn butyric, trực khuẩn đường ruột tạo khí

Sữa mốc, vị pho mát, ôi (sữa đặc): nên bảo quản ở nhiệt độ thấp và thanh trùng sữa ở 85oC

Bơ bị ôi : Do vi khuẩn sinh protease phân giải casein trong kem và bơ

Bơ bị chua do vi khuẩn lactic lên men

Bơ bị đắng do các vi khuẩn huỳnh quang, trực khuẩn có bào tử gây ra

Bơ vị cá do vi khuẩn sinh protease phân giải exitin dưới tác dụng của acid lactic tạo thành trimetylamin

Bơ có vị mốc : do nấm mốc thường phát triển trên bề mặt của bơ

Page 62: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa nhiễm nấm mốc trong quá trình ăn uống trước khi cho sữa

Aflatoxin từ A. flavus. Dạng độc tố B1(từ thức ăn) chuyển sang M1

do sự trao đổi chất trong cơ thể gia súc.

Chịu nhiệt, tan trong chất béo

Hàm lượng phát hiện: vết

Sữa nhiễmVSV sau khi vắt sữa

- Sữa trong cơ thể động vật

- Sữa tươi sau thu hoạch

Nguồn lây nhiễm

Bầu vú động vật cho sữa

Người/thiết bị vắt sữa

Thiết bị chứa sữa sau khi vắt

Môi trường, chuồng trại nơi vắt sữa.

Nguyên liệu

Thời gian nhiệt độ bất hoạt

enzyme trong sữa

Page 63: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 64: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu Đánh giá chất lƣợng sữa tƣơi

−Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc và trạng thái sữa

Mùi, vị

Độ sạch của thiết bị hoặc dụng cụ

đựng sữa

Hàm lƣợng cặn

− Chỉ tiêu hóa lý

Xác định điểm đông đặc sữa

Xác định tổng hàm lƣợng chất khô,

protein, chất béo trong sữa

Các chỉ tiêu khác

Page 65: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 66: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 67: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu

Quá trình bảo quản sữa trƣớc khi chế biến

− biến đổi sinh học

− Biến đổi hóa học và hóa sinh

Thủy phân chất béo

Oxy hóa chất béo

Thủy phân protein

Thủy phân acid amin

Phản ứng maillard (lactose)

− Biến đổi vật lý

− Biến đổi hóa lý

Thay đổi cấu trúc micell

Sự thay đổi hệ nhũ tƣơng: quá trình làm lạnh, sự khuấy trộn.

Page 68: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu

Xử lý và bảo quản sữa tƣơi

− vận chuyển

− xử lý:

Lọc

Bài khí

Làm lạnh

Ly tâm

Xử lý nhiệt

Page 69: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa nguyên liệu

Tránh mọi biến đổi từ

khâu vắt đến khâu

vận chuyển đến nhà

máy.

Dùng xitec tạo chân

không hút sữa

Sữa phải giữ lạnh ở

40C – 50C

Sữa thu nhận: không

kể sữa trước 15 ngày

và sau 10 ngày khi bò

sanh con

Page 70: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 71: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Độ acid chung

Độ tươi

Chỉ tiêu vi sinh vật

Độ sạch

Tỷ trọng

Xác định hàm lượng chất béo

Xác định hàm lượng chất khô

Kiểm tra chất lƣợng sữa

Page 72: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Blue= Air Red= Milk Violet= Air+Milk

Sữa nguyên liệu

Page 73: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Thu nhận sữa

S

T

T

Chỉ tiêu Phƣơng pháp kiểm tra

1

2

3

4

5

6

7

8

Mùi và vị

Độ sạch

Tổng số vi

khuẩn (phân

loại sữa)

Hàm lƣợng

chất béo

Hàm lƣợng

protein

Nhiệt độ đóng

băng

Độ chua

Tỉ trọng

Cảm quan

Lọc, so sánh mẫu chuẩn

Phản ứng mất màu

xanhmethylen

Phản ứng resazurin

Butyrometric

Kjeldahl

Chuẩn độ bằng NaOH

Tỷ trọng kế

Page 74: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Thu nhận sữa STT Đặc trƣng Phomat Bơ Sữa lên

men

1 Khả năng lên men + + +

2 Khả năng đông tụ bởi renin + - -

3 Vi khuẩn đặc trƣng + + +

4 Chỉ số iod + + -

5 Độ chua của cream - + +

6 Sự oxy hóa chất béo - + +

Ghi chú: + : cần kiểm tra ; - : không cần kiểm tra

Page 75: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu

Xử lý và bảo quản sữa tƣơi

−nhiệt độ và thời gian bảo quản:2 trƣờng hợp

10.000 tb/ml : 4oC trong 3 ngày

50.000 cfu/ml : 4oC tối đa 2 ngày

Bảo quản không quá 4oC

Yếu tố ảnh hưởng:

Page 76: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Công nghệ xử lí và chế biến

sữa tƣơi

Page 77: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sơ đồ chế biến sữa nguyên liệu

Page 78: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sơ đồ chế biến phụ phẩm từ sữa

Page 79: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 80: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sơ đồ chế biến sữa nguyên liệu

Ly tâm

Đồng hóa Thanh trùng

Kiểm tra

mẫu

Làm lạnh

Tank

CIP

Bài khí

Page 81: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nhiệt hóa Áp dụng chỉ khi sữa nguyên liệu không được thanh trùng trong 48

giờ sau khi đến nhà máy

Sau khi nhiệt hóa phải làm nguội sữa xuống dưới 40C

Không được pha trộn giữa sữa nhiệt hóa và sữa chưa được xử lý

Thanh trùng sữa: LTLT & HTST

Phophatase test: âm tính

Không sử dụng test này cho sữa có thành phần béo > 8% vì enzyme có thể hoạt hóa sau thanh trùng một thời gian ngắn. Mức độ xử lý phải cao hơn vì mỡ dẫn nhiệt kém

Peroxidase được sử dụng để đánh giá kết quả thanh trùng kem (cream)/ >80°C, trong khoảng 5 giây

Page 82: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 1: SỮA THANH TRÙNG Các khái niệm cơ bản

- Sữa thanh trùng(pasteurised milk ): 5-7oC, 8-10 ngày

- Sữa tƣơi:

Sữa hoàn nguyên(whole milk)

Sữa gầy(skimmilk)

- Sữa hoàn nguyên(reconstitued milk)

- Sữa tái chế(recombined milk): nƣớc+sữa bột gầy và chất béo sữa AMF (Anhydrous Milk Fat)

Phân loại sữa thanh trùng:

- Dựa vào hàm lƣợng chất béo:

Sữa nguyên(whole milk): 3-3,8%, Pháp min 3,5%

Sữa gầy(skimmilk): 0,5 – 1,5%(min 0,1%)

- Dựa vào hƣơng liệu sử dụng:vanille, cam , thơm , dâu...

Page 83: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa thanh trùng

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa

Bài khí

Đồng hóa

Thanh trùng

Rót sản phẩm

Bảo quản lạnh

Bao bì vô trùng

Page 84: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 1: SỮA THANH TRÙNG Nguyên liệu sản xuất

−Sữa tƣơi

− Cream: hàm lƣợng chất béo 35-40%, min 12%

− AMF:

Hàm lƣợng chất béo min 99,8%

Đặc điểm của quy trình sản xuất

Bảo quản: bao bì 200L, Môi trƣờng N2(36oC : lỏng, 16-17oC : rắn)

−sữa bột

Dạng bột mịn

Các chỉ tiêu quan trọng: độ ẩm, hàm lƣợng chất béo, chỉ số hòa tan, chỉ số WPN (whey protein Nitrogen index)...

−Nƣớc

Độ cứng: max 5o DH

Đồng: max: 0,05mg/L

Sắt : max 0,1mg/L

−Đƣờng saccharose , Chất màu, Hƣơng, Chất tạo nhũ, Chất ổn định

Page 85: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 1: SỮA THANH TRÙNG Chuẩn hóa: hiệu chỉnh hàm lƣợng chất béo trong sữa

Pp thực hiện:

Khi sữa nguyên liệu có lƣợng chất béo thấp : bổ sung thêm chất béo sữa: (cream, AMF)

Sử dụng công thức

M1=M(C-B)/(A-B),M2=M(A-C)/(A-B), M=M1+M2

M1(kg): khối lƣợng cream sử dụng với hàm lƣợng béo A%

M2(kg): khối lƣợng sữa nguyên liệu với hàm lƣợng béo B%

M(kg): khối lƣợng sữa cần sản xuất với hàm lƣợng béo C%

Chuẩn hóa:

Page 86: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chuẩn hóa(standardisation)

Khi sữa nguyên liệu có hàm lƣợng chất béo cao:

• Bổ sung thêm sữa gầy

• Tách bớt chất béo: sản phẩm phụ cream

Bài khí(Deaeration):

−Mục đich

−Lƣu ý:

Sữa tƣơi

Sữa hoàn nguyên, sữa tái chế

Thanh trùng (pasteurization)

−Mục đích

−Các biến đổi trong quá trình thanh trùng

Vật lý

Hóa học

Sinh học

Hóa lý

Hóa sinh

−Phƣơng pháp thực hiện: 72-75oC/ 15- 20s

(Vận tốc lắng)

Page 87: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Đồng hóa

Page 88: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Cơ chế đồng hóa

Page 89: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 90: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Đồng hóa(Homogenization)

fat

fat

fat

Page 91: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 92: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Đồng hóa

Sữa là hệ nhũ tương dầu trong nước với những hạt béo phân tán trong pha liên

tục.Chất béo có khuynh hướng kết hợp thành những hạt béo có kích thước khá lớn phân tán trong sữa, kích thước hạt béo càng lớn thì tốc độ kết hợp của nó

càng cao dẫn đến sự tích tụ và tách lớp chất béo theo thời gian .

Phương pháp thực hiện:

Đồng hóa toàn phần: 1 cấp hoặc 2 cấp

Đồng hóa 1 phần: dòng cream (10% max), dòng sữa gầy

Thông số kỹ thuật: 55-70oC, 100-250bar

Làm giảm sự tách béo và giảm sự kết tụ thành đám

Nhiệt độ: 60-70 Áp lực 10-25 MPa

Hạt béo có kích thước ca 1 µm, diện tích bề mặt gia tăng 4-6 lần. Hàm lượng

casein 0.2g/g béo để bảo đảm sự hình thành màng hạt béo

Độ n

hớ

t của s

ữa

Page 93: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các yếu tố ảnh hưởng đến đồng hóa

Tình trạng vật lý của hạt béo (trạng thái lỏng)

Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương. Nếu tỷ lệ này nhỏ thì quá trình đồng hoá sẽ được thực hiện dể dàng và hệ nhũ tương có độ bền cao. Ngược lại thì thường khó thực hiện bằng các phương pháp thông thường.

Nhiệt độ: Dựa vào thành phần hoá học của hệ nhũ tương mà ta chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hoá. Trong công nghiệp chế biến sữa nhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55 ÷ 800C.

Áp suất: Áp suất đồng hoá càng lớn thì thực hiện đồng hoá càng dễ. Trong công nghiệp chế biến sữa áp suất đồng hoá thường dao động từ 100 ÷ 250 bar.

Chất nhũ hoá: phải lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp cho từng loại sản phẩm. Những chất nhũ hoá thường dùng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin, glycerin ester…

Page 94: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tác động cơ học quá trình đồng hóa lên sữa

Va đập giữa các hạt phân tán với nhau: khe hẹp có tiết diện giảm dần, do đó tốc độ dòng sản phẩm đi qua khe hẹp ngày một tăng cao đạt đến chế độ chảy rối, các hạt phân tán va đập với nhau khiến chúng bị vỡ ra tạo thành các hạt phân tán có kích thước nhỏ hơn.

Va đập giữa các hạt phân tán với bong bóng khí: tốc độ dòng cao còn làm xuất hiện những bong bóng khí, va đập vào hạt phân tán làm giảm kích thước hạt.

Va đập giữa các hạt phân tán vào bề mặt cứng của thiết bị.

Page 95: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tác động cơ học quá trình đồng hóa lên sữa

Page 96: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tác động cơ học quá trình đồng hóa lên sữa

Page 97: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Đồng hóa(Homogenization)

Không có sự hình thành màng kem

Màu trắng hơn

Giảm sự oxy hóa

Mùi ổn định

Cảm giác ngon miệng tăng

Tăng sự nhạy cảm ánh sáng

Giảm sự ổn định nhiệt

Không sử dụng làm phó mát

bán mềm và cứng

Lợi ích đồng hóa Bất lợi đồng hóa

Khe hẹp: 0.1 mm (gấp 100

lần kích thước hạt béo)

Tốc độ sữa: 100-400 m/s

Thời gian: 10-15 mili-giây

Page 98: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Ly tâm sữa

Quá trình ly tâm, nhiệt độ ảnh

hưởng đến vận tốc lắng hạt béo

Page 99: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Ly tâm sữa

Có nhiều yếu tố đến khả năng phân chia và thời gian ly tâm: Đƣờng kính hạt

phân tán; sự chênh lệch khối lƣợng riêng giữa pha liên tục và pha phân tán; độ

nhớt của pha liên tục; bán kính quay; tốc độ vòng của thiết bị ly tâm… Đối với

một hệ nhũ tƣơng hoặc huyền phù xác định bán kính quay và tốc độ vòng của

thiết bị ly tâm quyết định đến hiệu quả quá trình phân riêng.

Page 100: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Kiểm soát hàm lƣợng béo trong kem

Page 101: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Kiểm soát hàm lƣợng béo trong kem

Page 102: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Hiệu quả tách kem Lượng mỡ phân tách phụ thuộc vào thiết kế, tốc độ dòng chảy và sự

phân bố kích thước hạt mỡ

Hạt mỡ kích thước < 1 mm, còn lại trong sữa gạn kem (0.04 - 0.07% chất béo), hay khả năng gạn kem = 0.04 – 0.07.

Tốc đô dòng chảy tăng khả năng tách kem sẽ giảm và ngược lại

Lượng kem đi ra: khoảng 10%

Nếu sữa chứa 4% chất béo và tốc độ là 20 000 l/h, tổng lượng chất béo sẽ là: 4% * 20 000 = 800 l/h. Nếu lượng chất béo trong kem béo là 40%. Vậy lượng kem là 800*100/40 = 2000 l/h

Tập chất (cỏ, lông, tế bào, vi khuẩn…) chiếm khoảng 1 kg/10 000 l. Các tạp chất bám vào tùy thuộc kích thước máy tách kem (10 – 20 l)

Máy tách kem có thể phải làm sạch bằng thủ công sau mỗi khoảng thời gian nhất định. Thiết bị hiện đại hơn tách và làm sạch tự động sau khoảng thời gian từ 30-60 phút

Page 103: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Ly tâm và tiêu chuẩn hóa chất béo

Điều chỉnh hàm lượng

béo của sữa hoặc sản

phẩm sữa bằng cách

thêm kem hoặc sữa gạ

kem (lipid<0.5%) để đạt được một hàm

lượng béo mong muốn

Page 104: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 105: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Milk membrane filtration

Page 106: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

1. Product tank

2. Feed pump

3. Circulation pump

4. Strainer

5. Membrane module

6. Cooler

Milk membrane filtration

Page 107: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 108: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Hệ thống lọc dạng tấm và dạng khung

Page 109: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chương 1: SỮA THANH TRÙNG Rót sản phẩm:

Ƣu và nhƣợc điểm của các dạng bao bì

Thủy tinh

Plastic

Giấy

Bao bì giấy

Vật liệu cellulose-PE

Tiệt trùng : phƣơng pháp vật lý và hóa học

Yêu cầu kỹ thuật

Thiết bị rót

GLASS

> 1880-1940

500g for 500ml

Problems in

T&S.

UV damage

HDPE

Moisture

barrier

Impact

strength

40g = 500 ml

FLEXIBLE POUCH

Cheap, Easy to

handle

4.5-5.5g=500ml

Recyclable

Easily available.

Page 110: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

1) Polyethylene:

Against moisture

5)Paper:

Strength & Stability.

4)Adhesion

3) Aluminium foil:

Light, flavour,oxygen.

2) Adhesion

6) Polyethylene:

Seals in the liquid

Lớp thứ 1: Nằm trong cùng và cũng là lớp tiếp xúc với thực phẩm thì đƣợc làm từ polyethylene

và bao bọc kín thực phẩm.

Lớp thứ 2: Đƣợc làm từ polyethylene và đóng vai trò kết dính lớp 1 và lớp 3.

Lớp thứ 3: Là lớp nhôm, có nhiệm vụ làm rào chắn chống lại các ảnh hƣởng có hại của không

khí và ánh sáng.

Lớp thứ 4: Đƣợc làm từ nylon và có nhiệm vụ kết dính lớp 3 và lớp 5.

Lớp thứ 5: Là lớp giấy bìa để tạo hình dạng và độ cứng cho hộp giấy.

Lớp thứ 6: Đƣợc làm từ nylon có tác dụng ngăn cản độ ẩm từ bên ngoài xâm nhập vào.

Page 111: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

SẢN PHẨM SỮA THANH TRÙNG Chỉ tiêu hóa lý

−Tổng hàm lƣợng chất khô

− Hàm lƣợng chất béo, glucid, protein

− Độ chua

− Mẫu thử phosphatase và lactoperoxydase

âm tính

Chỉ tiêu vi sinh

−TSVSVHK:max 30.000 cfu/ml

− Coliform: max 10cfu/ml

−Salmonella: không phát hiện

Chỉ tiêu cảm quan

- Màu sắc

- Mùi

- Vị

- Trạng thái

Page 112: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 113: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG −Phân biệt những điểm giống và khác nhau:

Sữa tiệt trùng và sữa thanh trùng

Chất lượng cảm quan

Pp bảo quản

Thời gian sử dụng

−Lợi thế của việc sản xuất sữa tiệt trùng so với sữa thanh trùng

Pp bảo quản

Pp phân phối sản phẩm

Thị trường tiêu thụ

− Nguyên liệu sữa tươi để sản xuất sữa tiệt trùng

Chỉ tiêu hóa lý

Serumprotein : max 0,4g/l

Phương pháp xác định: ethanol 75%v/sữa(1/1v)

Chỉ tiêu vi sinh

Page 114: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Quy trình SỮA TIỆT TRÙNG

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa

Bài khí

Đồng hóa

Rót sản phẩm

Tiệt trùng

Sữa tiệt

trùng

Bao bì thủy tinh/

nhựa

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa

Bài khí

Đồng hóa

Tiệt trùng UHT

Rót sản phẩm

Sữa tiệt

trùng

Bao bì giấy

Vô trùng

Page 115: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 116: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 117: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 118: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG

QUY TRÌNH CNSX SỮA TIỆT TRÙNG

Chuẩn bị sữa tái chế

− chuẩn bị sữa hoàn nguyên

− chuẩn bị AMF

− gia nhiệt và phối trộn

Tiệt trùng sản phẩm trong bao bì

− các biến đổi trong quá trình tiệt trùng

Biến tính protein

Tính chất cảm quan: mùi đun nấu

Giá trị dinh dƣỡng

Tiệt trùng sữa trong bao bì

Page 119: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG

QUY TRÌNH CNSX SỮA TIỆT TRÙNG

Tiệt trùng sản phẩm trong bao bì

phosphatase test, peroxydase test

− phương pháp gián đoạn

Thiết bị: retort có lắc đảo hoặc không

Chế độ : 110-120oC, 15 – 40 phút

− phương pháp liên tục

Tiệt trùng thủy lực(hydrostatic steriliser)

Vùng tiệt trùng: 115 – 125 oC, 20-30 phút, thời gian tổng 1giờ

Bao bì 0,5 – 1L, năng suất 2000-16000 sản phẩm/giờ

Page 120: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 121: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các yêu cầu của thiết bị trao đổi nhiệt Tốc độ dòng chảy

Đặc tính vật lý của chất lỏng

Chế độ nhiệt

Khả năng giảm áp lực cho phép

Thiết kế phù hợp

Khả năng làm vệ sinh

Thời hạn sử dụng

Page 122: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG Tiệt trùng sữa trong bao bì:

−pp liên tục

Tiệt trùng hydrolock

Vùng tiệt trùng: 132-140oC, 10 -12 phút,

thời gian tổng 30 – 35 phút

Năng suất: 12000 sp/giờ

1- băng chuyền mang các hộp sản phẩm

2- van xoay chuyên chở lon hay chai vào và ra khỏi buồng chân không

3 – khu vực tiệt trùng

4- quạt cho hỗn hợp hơi – không khí

5- vùng làm nguội

6- làm mát bằng không khí

Page 123: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG 2. QUY TRÌNH CNSX SỮA TIỆT TRÙNG

Tiệt trùng sữa ngoài bao bì:

−pp liên tục-pp UHT

ưu điểm so với pp tiệt trùng truyền thống

Quy trình

− Gia nhiệt:

Trực tiếp

Gián tiếp

hơi

Sữa

Sữa

hơi

Gia nhiệt

trực tiếp

Thiết bị bản mỏng

Thiết bị

ống lồng

ống

Gia nhiệt

gián tiếp Bao bì giấy

Page 124: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ

truyền nhiệt

- Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa: Nếu độ chênh lệch này càng lớn thì tốc độ truyền nhiệt sẽ càng lớn, để làm tăng mức chênh lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng phương pháp cô đặc trong môi trường chân không.

- Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt- Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa: Nếu độ chênh lệch này càng lớn thì tốc độ truyền nhiệt sẽ càng lớn, để làm tăng mức chênh lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng phương pháp cô đặc trong môi trường chân không.

- Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt

- Hiện tượng màng biên: Lớp sữa tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt lớp màng biên trong thiết bị bốc hơi thường tạo ra một trở lực lớn trong quá trình truyền nhiệt.

- Độ nhớt của nguyên liệu: nếu cao sẽ làm giảm chỉ số Râynol và tốc độ tuần hoàn của nguyên liệu trong thiết bị, do đó hệ số truyền nhiệt giảm.

- Hiện tượng tạo bọt: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và do sự xuất hiện các bong bóng hơi, một số cấu tử trong sữa như protein có khả năng tạo bọt lớp bọt trong thiết bị cô đặc sẽ làm giảm tốc độ thoát hơi thứ ra khỏi sản phẩm.

Page 125: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 2: SỮA TIỆT TRÙNG Đa dạng hóa sp sữa tiệt trùng

− Thành phần bổ sung:

Hƣơng liệu

Đƣờng

Vi chất dinh dƣỡng

Cacao

Phụ gia: chất làm bền nhũ tƣơng,

huyền phù, tạo độ nhớt

Hiệu quả nhịêt

Page 126: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 127: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Những yếu tố cần lƣu ý Độ nhớt: cream khác với sữa

Hình dạng và độ dày của tấm trao đổi nhiệt (TTĐN)

Vật liệu cấu tạo (TTĐN)

Tránh sự chênh lệch quá lớn giữa nhiệt độ 2 môi trường cung cấp và tiếp nhận nhịêt

Khả năng làm vệ sinh

Thời gian hoạt đông trước khi làm vệ sinh: phụ thuộc chất lượng sữa, áp lực, lượng không khí, nhiệt độ khác biệt giữa 2 môi trường

Page 128: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tiền xử lý nhiệt

Page 129: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chương 3:

SỮA CÔ ĐẶC Main factors affecting age thickening

• Type of milk: Variation — often seasonal —

occurs among batches of milk.

• Preheating of milk: The more intense the

heat treatment, the higher the initial

viscosity, and the sooner a gel can form

• Stage at which sugar is added

• Concentration factor:

• Stabilizing salts

• Storage temperature

Page 130: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa đặc không đƣờng

Page 131: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa đặc có đƣờng

Page 132: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân lọai Sữa cô đặc không đường: SX từ sữa nguyên kem, gạn kem hay tái phối

hợp từ bột sữa gạn kem, mỡ sữa và nước

Sữa cô đặc có đường: Có thêm đường, 62.5-64.5%

Sữa đặc nguyên kem, có đường chứa: 8% béo, 45% đường, 20 % SNF, 27% nước.

Dầu bơ Tùy theo từng loại sản phẩm sữa đặc có đường mà có thể bổ sung dầu hoặc bơ hoặc cả hai.

Đường: Tinh thể đường <10µm

Mục đích của việc cho thêm đường vào không những làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm mà còn làm tăng áp suất thẩm thấu đến mức có thể hạn chế sự hoạt động và phát triển của một bộ phận vi sinh vật có trong sữa đặc. Hiệu quả này đạt được khi hàm lượng đường trong pha nước ít nhất là 62.5% và không vượt quá 65.5% để tránh bị kết tinh.

Nước: pH, độ cứng. Hàm lượng Cu2+ và Fe2+ cao sẽ gây ra mùi lạ do phản ứng ôi hóa chất béo.

Page 133: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Phân lọai

In this product, sugar is generally considered to be sucrose, but a combination of sucrose with

other sugars, is the % remaining amount in milk

Page 134: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Chƣơng 3: SỮA CÔ ĐẶC Khái niệm chung:

− Sữa cô đặc:(condensed milk) chất khô từ 26 – 74,5 %

− Sữa cô đặc không bổ sung thêm saccharose: “sữa đặc không ngọt” (unsweetened condensed milk)

− Sữa cô đặc có bổ sung saccharose: “sữa đặc ngọt”(sweetened condensed milk) “sữa đặc có đường”.

Ưu điểm của sữa đặc so với sữa tươi:

−Bảo quản

−Vận chuyển

−Thị trường tiêu thụ

−Ứng dụng trong sx công nghiệp

Phụ gia

− disodiumphosphate, trisodiumphosphate, sodiumcitrate, sodium tetrapolyphosphate

−leucithin

−caragennan

−Vitamin

−Các chất khác

Page 135: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu trong chế biến sữa đặc có đường:

Các chỉ tiêu chất lượng của bột sữa:

Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: có màu trắng ngà hay màu vàng nhạt

Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, dễ chịu, có vị hơi ngọt

Trạng thái: ở dạng bột mịn, không đóng vón

Chỉ tiêu lý hóa:

Hàm lượng ẩm : < 4%, Béo : ≤ 1%

Độ acid (độ chua) : 180T

Độ hòa tan : 90 – 99%

Chỉ tiêu vi sinh:

Tổng số tạp trùng : 1000 – 10.000 vsv/gam sữa bột.

Các loài vi khuẩn gây bệnh (E.coli, Coliform…): không được có

Page 136: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Nguyên liệu trong chế biến

sữa đặc có đường:

Các chỉ tiêu chất lượng đối với sữa tươi nguyên liệu :

Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: có màu trắng ngà

Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, dễ chịu, có vị hơi ngọt

Trạng thái: lỏng, đồng nhất.

Chỉ tiêu lý hóa:

Khối lượng riêng ở 15.50C: d = 1.032g/ml

pH = 6.6

Hàm lượng béo: 3.2 – 4.2 g/100ml sữa tươi

Độ chua: 16 – 180T

Độ nhớt ở 200C là 1.8cP

Chỉ tiêu vi sinh:Tổng số tạp trùng < 62.103 vsv/ml sữa tươi sau 24h làm lạnh. Các loại nấm mốc : không được có. Các loại vi khuẩn gây bệnh : không được có

Page 137: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Mục đích: Điều chỉnh thành phần sữa gầy, dầu bơ, đƣờng… phù hợp với

từng loại sản phẩm sữa cô đặc

Yêu cầu kỹ thuật

Thành phần của dịch sữa sau chuẩn hóa phải đạt

Chất béo: 2.57%

Nƣớc: 76.54%

Chất khô: 20.89%

CHUẨN HÓA SỮA CÔ ĐẶC

Công thức pha trộn để có

sản phẩm sữa đặc( 8% béo)

Page 138: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

GIA NHIỆT SƠ BỘ + KHUẤY ĐẢO

Mục đích

Tán, hòa tan đồng đều các thành phần, nguyên liệu.

Yêu cầu kỹ thuật

Nhiệt độ: 600C

Thời gian: 1 giờ - 1 giờ 30 phút

Các biến đổi chính:

Vật lý: Nhiệt độ dịch trộn giới hạn ở 600C, nhiệt độ cao trong thời gian dài

sẽ đẩy nhanh phản ứng caramel hóa.

Hóa lý: giúp cho tốc độ chuyển động và phân tán của các thành phần

nguyên liệu nhanh và dễ dàng hơn

Page 139: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Gia nhiệt sơ bộ

Mục đích:làm nóng dịch sữa lên 700C để thuận lợi cho quá trình đồng hóa.

Các biến đổi:

Vật lý: nhiệt độ tăng, tỷ trọng giảm, độ nhớt giảm.

Vi sinh: 1 số loại vi sinh vật bị tiêu diệt.

Hóa học: không đáng kể

Đồng hóa

Phân tán đồng đều chất béo trong sản phẩm

Làm bền hệ nhũ tương, huyền phù

Màu sắc trắng hơn, kích thích cảm quan và sử dụng

GIA NHIỆT SƠ BỘ + KHUẤY ĐẢO

Page 140: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Thanh trùng Thanh trùng Các biến đổi chính:

Vật lý: nhiệt độ sữa tăng, tăng thể tích sữa , độ nhớt giảm

Hóa lý: Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện màng cream đồng thời gây ra sự kết dính ở bề mặt tiểu cầu béo.

Hóa học: Xảy ra phản ứng melanoidin làm sữa sẫm màu, tuy nhiên do lượng nước trong sữa khá lớn nên khó quan sát đuợc.

Phản ứng phân hủy các vitamin xảy ra trong điều kiện có khí oxy hay có mặt kim loại: đồng , sắt

Sinh học : các tế bào VSV bị

phá hủy hoàn toàn, ức chế hoạt

động các bào tử. Vô hoạt hoàn

toàn các enzyme trong sữa.

Cảm quan: có sự thay đổi về màu, mùi, vị, trạng thái…

Page 141: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Cô đặc: nhiệt độ < 440C 330C 28 0C và gieo mầm

Tăng nồng độ chất khô của sữa từ nồng độ chất khô của dịch trộn ban đầu 23,46% lên giá trị yêu cầu của sản phẩm sữa đặc(72-73%).

Loại bỏ khí hòa tan trong dịch sữa nhờ quá trình bốc hơi trong điều kiện chân không.

Các biến đổi:

Hóa lí:

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa

Hiện tương cặn bám trên bề mặt gia nhiệt: protein biến tính, cháy khét

Hiện tượng đối lưu màng biên: do các dòng đối lưu hoặc chảy rối

Độ nhớt sữa, hiện tượng tạo bọt

Hiện tượng mất chất khô

Làm mát và gieo mầm

Ngăn chặn hiện tượng “ cát” cho sản phẩm: ở nhiệt độ 40-500C, quá trình làm lạnh diễn ra chậm. Làm lạnh đột ngột ở 30-320C: tốc độ kế tinh là cực đại, những tinh thể lactose tạo thành thật nhỏ

Hiện tượng cát do tinh thể lớn của đường lactose d ≥ 15µm

Điều khiển quá trình kết tinh của đường

Tỷ lệ mầm lactose: <0,002%

Cô đặc – làm nguội

Page 142: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

n CK n CK

1.466

1.467

1.468

1.469

1.470

70.1

70.5

71.0

71.4

71.9

1.471

1.472

1.473

1.474

1.475

72.3

72.8

73.2

73.6

74.1

n: là hệ số khuc xạ ánh sáng ở 200C

CK: là hàm lƣợng chất khô trong sữa đặc có đƣờng, %

Loại sữa hộp Hàm lượng trong SP, % Tỉ lệ chất béo /

Chất khô không

béo Chất béo Chất khô

không béo

Sữa cô đặc

Sữa đặc có đường

Sữa đặc có đường và cacao

Sữa đặc có đường và cafe

Sữa bột

10.0

8.8

7.2

7.4

16.5

27.0

20.7

14.1

14.0

80.5

0.370

0.425

0.511

0.528

0.204

Page 143: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 144: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Cơ sở khoa học của quá trình kết tinh

Page 145: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Cơ sở khoa học của quá trình kết tinh

Page 146: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa
Page 147: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Quá trình kết tinh Nguyên tắc hoạt động: Sữa đặc từ nồi cấy lactose được bơm hết

vào nồikết tinh ở nhiệt đ ộ 240C-280C . Khi sữa lên được 1/3 bồn thì

mở cánh khuấy đến khi mực sữa được 1/2 bồn thì tắt cánh khuâý

để tránh sự tạo bọt. Sau khi cấp đầy sữa vào bồn kết tinh thì tiếp tục

làm lạnh xuống 150C-180C càng nhanh càng tốt và bật khuấy liên

tục trong 1h cho đều và triệt để.

Độ nhớt của sữa đặc có đường cao do đó động cơ khuấy trộn trong

bồn kết tinh phải đủ mạnh để khuấy đều dịch sữa.

Tiêu chuẩn thành phẩm

Màu sắc: Sữa có màu kem đồng nhất

Trạng thái: Hơi sệt, chảy không vón cục, cho phép có sạn nhỏ mịn

Mùi vị: thơm đặc trưng, không có mùi lạ

Hàm lượng chất béo ≥ 8%, hàm lượng chất khô (trừ đường) ≥ 28%,

Hàm lượng đường 42% - 47%, Hàm lượng nước 25% - 27%

Page 148: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

1) PP xác định chỉ số không hòa tan. 2) PP xác định tổng chất khô.

3) PP xác định hàm lượng béo.

4) PP xác định tỷ trọng sữa (PP Gay Lussac).

5) PP xác định hàm lượng acid của sữa đặc có đường.

6) PP xác định số lượng và kích thước tinh thể đường lactose sữa đặc có đường. 7) PP xác định độ nhớt của sữa đặc có đường.

8) PP xác định trọng lượng tĩnh của hộp sữa trong quá trình SX mà không cần phá mẫu.

9) PP kiểm tra qui cách bao gói sữa đặc có đường ( kiểm tra bao bì sữa đặc có đường trong quá trình sản xuất bằng trực quan).

10) PP cảm quan.

11) PP xác định hiệu quả đồng hóa. 12) Yêu cầu tổng quát kiểm nghiệm vi sinh trong sữa đặc có đường.

13) PP xác định tổng số vi trùng.

14) PP xác định hàm lượng Coliform

15) PP xác định hàm lượng E.Coli

16) PP xác định hàm lượng Yeast và Mold 17) PP kiểm tra vệ sinh môi trường (áp dụng kiểm tra tổng số vi khuẩn, nấm men, nấm

mốc của môi trường không khí trong phòng vô hộp sản phẩm).

18) PP kiểm tra vệ sinh bao bì (áp dụng kiểm tra tổng số vi khuẩn, Coli, nấm men, nấm mốc của bao bì sau khi sát trùng và chuẩn bị rót sản phẩm).

19) PP xác định độ cặn dơ của sữa đặc có đường (độ sạch của sản phẩm).

Page 149: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Bốc hơi

dạng ống

và dạng

nồi

Page 150: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Quá trình bốc hơi hoàn lƣu

1. Balance tank

2. Feed pump

3. Preheating section/condenser

4. Temperature adjustment section

5. Cooling/section condenser

6. Vacuum chamber

7. Recirculation pump

8. Vacuum pump

Page 151: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Quá trình bốc hơi hoàn lƣu

Page 152: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Khử khí

Page 153: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Tác hại Thể tích sữa không chính xác

Gây giảm hiệu quả truyền nhiệt

Giảm hiệu quả tách kem

Giảm độ chính xác trong việc tiêu chuẩn hóa sữa

Giảm sản lượng bơ khi chần, dính chất béo vào bao gói

Giảm ổn định sữa chua

Page 154: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Bao gói Thuận tiện cho việc phân phối sữa

Duy trì trạng thái vệ sinh của sản phẩm

Bảo vệ chất dinh dưỡng và mùi vị

Giảm sự hư hỏng từ tác nhân ngoại cảnh

Tăng khả năng ứng dụng

Thông tin chi tiết về sản phẩm

Page 155: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Bao gói

Page 156: Sữa & các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Bao gói