CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA ( BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LACTIC) SINH VIÊN THỰC HIỆN: Vương Thị Huyền Trang MSSV: 20092817 Phạm Thị Minh Ngọc GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Cô giáo: Đỗ Thị Yến MSSV: MỤC LỤC : I Tổng quan nguyên liệu sữa tươi loại sữa chua sản xuất công nghiệp II Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống phương pháp lên men lactic (ứng dụng công nghiệp) I Tổng quan nguyên liệu sữa tươi loại sữa chua sản xuất công nghiệp Sữa bò tươi thực phẩm giàu chất dinh dưỡng Trong sữa có chứa glucid, protein, lipit, số khoáng chất vitamin Những hợp chất cần thiết phần ăn hàng ngày người Những thành phần cụ thể sau: Các thành phần Trọng lượng Nước Pha lỏng 902 84.7% Gluxid (40-60) g/l Dạng tự do: lactoza 49 4,75% 39 3,78% 33 3,2% 0,87 Dạng kết hợp: galactoza, galactozamin,axid sialic trạng thái keo, liên kết với protein Chất béo(25-45)g/l Ở dạng cầu béo: giọt chất béo có đường kính từ 1-10 micro met, bao màng lipoprotein, dạng nhũ tương Ở dạng hợp chất hòa tan chất béo: b caroten, cholesterol, vitamin Hợp chất nito(25- Ở dạng mixen(28g): dạng huyền phù phức photphat canxi liên kết với liên hợp casein 40)g/l Ở dạng hòa tan(4,7g): cao phân tử albumin imunoglobulin Nito phi protein(0,3g): ure, axid uric, creatin Chất khoáng(25- Ở dạng phân tử ion: axid citric,K, Ca, P, Na, Cl, Mg 40)g/l Ở dạng nguyên tố trung lượng: Zn, Al, Fe, Cu,I,… Các chất khác Các chất xúc tác sinh học: vitamin A, D, E, K, B1, PP, B2, B6, B12, C,… Vết Tình hình nghiên cứu sản xuất yaourt: • Yoghurt sản phẩm sữa chua chế biến từ sữa biết đến nhiều sản phẩm phổ biến khắp giới Nó tạo thành nhờ trình lên men lactic Chính mà yaourt có vị chua đặc trưng • Sữa chua yoghurt bắt nguồn từ Bungari với tên gọi yaourt, Ở nhiều nước khác có tên gọi riêng cho yoghurt Ở nước ta sử dụng phổ biến loại sữa chua yoghurt • Trạng thái, mùi vị sữa chua yoghurt có khác vùng so với vùng khác Đặc biệt độ đặc loãng phụ thuộc vào thị hiếu nước 2 Phân loại sữa chua yoghurt • Người ta chia yoghurt thành loại phụ thuộc vào thời điểm tiến hành trình lên men: Sữa chua yoghurt dạng “set type”(sữa chua dạng truyền thống): sau bổ sung chủng, người ta rót hộp lên men hộp Sữa chua “stirred type”(sữa chua dạng động): bổ sung chủng lên men xitec lớn Sau làm lạnh rót hộp Sữa chua uống”drink yoghurt”: sản xuất tương tự loại stirred Sau đông tụ, pha chế thành dịch, qua không qua xử lý nhiệt trước rót hộp II Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống phương pháp lên men lactic (ứng dụng công nghiệp) Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yoghurt dạng truyền thống Sữa nguyên liệu → Kiểm tra chất lượng → Làm → Làm lạnh → Tạm chứa chưa sản xuất → Tiêu chuẩn hóa → Gia nhiệt → Đồng hóa → Thanh trùng → Làm nguội → Bổ sung chủng vi sinh vật → Rót → Lên men → Ủ chín → Bảo quản lạnh 1 Sữa nguyên liệu trước sản xuất:   • • • •  • •  Nguyên liệu dùng sản xuất sữa chua yoghurt sữa tươi Có thể thay sữa bột nguyên sữa bột gầy Để sản xuất sữa chua yoghurt cần chọn loại sữa có chất lượng cao: Độ vệ sinh cao, tổng số vi khuẩn thấp Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin…), bacteriophage(thực khuẩn thể) Không chứa chất tẩy rửa, chất sát khuẩn (ví dụ chất sót lại sau trình rửa…), chất ngăn cản trình lên men Tại nhà máy cần kiểm tra nghiêm chặt tiêu độ tươi, độ sạch, tổng chất khô, hàm lượng chất béo, cảm quan Sữa gia nhiệt lên 40°C, qua thiết bị li tâm làm li tâm tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo Tùy thuộc nhu cầu, hàm lượng chất béo sữa chua yoghurt từ 0,5 - 3,0% Hàm lượng chất khô không mỡ tối thiểu 8,2% Sau sữa kiểm tra chất lượng, làm tiêu chuẩn hóa sữa chuyển sang thùng trung gian để chuẩn bị cho công đoạn  • Sau trình tiêu chuẩn hóa người ta thêm vào sữa số chất: Chất ổn định (có thể gelatin, pectin, agar-agar) Chúng có tác dụng ngăn chặn trình tách nước sữa chua thành phẩm, tăng độ nhớt Sữa chua yoghurt chất ổn định Khi sản xuất sữa chua hoa quả, cho thêm chất ổn định • • CaCl2: làm tăng khả đông tụ sữa Đường: sacaroza glucoza tăng độ cho sản phẩm Dây chuyền sản xuất sữa chua dạng truyền thống 1.thùng cân Thùng chứa chủng lên men Thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị bốc chân không Thiết bị đồng hóa thiết bị lưu nhiệt Thùng chung gian Thùng chứa hương liệu (mứt quả) Bộ phận trộn 10 Thiết bị đóng gói 11 Phòng Trình bày quy trình sản xuất Từ thùng cân sữa bơm vào ngăn hoàn nhiệt thứ thiết bị trao đổi nhiệt 2, nâng nhiệt độ sữa lên 70 độ C.Sữa nóng đưa qua thiết bị bốc chân không để giảm 10-20% lượng nước (hàm lượng chất khô tăng lên từ 1,5-3%) Ta tận dụng nước loại từ sữa sữa trùng để nâng nhiệt độ sữa đầu vào Từ thiết bị bốc chân không, sữa đưa vào thiết bị đồng hóa với áp suất 200-250 bar Sữa đồng hóa quay trở lại ngăn hoàn nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt để trùng nhiệt độ 90-95 độ C giữ thiết bị lưu nhiệt vòng 3-5 phút Tiếp theo sữa làm nguội nước lạnh (hoặc sữa nguyên liệu vào mẻ tiếp theo) đến nhiệt độ lên men thích hợp Tiếp theo sữa bơm đến thùng trung gian 7, chủng visinh vật chuẩn bị thùng hương (mứt quả) thùng phun đường ống với sữa qua phận phối trộn vào máy rót 10 sữa rót vào hộp đưa vào phòng ấm 11 để lên men vòng 2,5-3h ( với lượng chủng 3%) Sau đông tụ, sữa chua yoghurt làm lạnh ủ chín 6°C Đây giai đoạn quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị trạng thái cần thiết Chỉ sau kết thúc trình người ta có sữa chua thành phẩm đưa thị trường Giải thích quy trình sản xuất – Thiết bị kèm Ly tâm tiêu chuẩn hóa làm nguyên liệu Nhằm ổn định hàm lượng chất béo sữa theo tiêu chuẩn Tùy thuộc nhu cầu, hàm lượng chất béo sữa chua yoghurt từ 0,5 - 3,0% Thiết bị gồm có thân máy, bên thùng quay, nối với motor truyền động bên thông qua trục dẫn Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102 cm xếp chồng lên Các lỗ đĩa ly tâm tạo nên kênh dẫn theo phương thẳng đứng Khoảng cách hai đĩa ly tâm liên tiếp 0.5 ÷ 1.3 mm Đồng hóa Đồng hóa nhằm giảm kích thước cầu mỡ cách phá vỡ chúng, phân bố chúng đồng đều, tránh tượng lên cầu mỡ Đồng hóa cải thiện trạng thái sữa chua: quện sữa mịn, đồng Nguyên tắc làm việc máy đồng hoá tăng áp suất chất lỏng (nguyên liệu sữa ban đầu) đến 150-500 atm, sau cho sữa thoát qua khe hở hẹp Khi đó, giảm áp suất đột ngột nên tốc độ chất lỏng lớn, mà cầu mỡ sau bị kéo dài qua khe hẹp bị đứt gẫy làm thể tích chúng giảm Sau qua máy đồng hoá, ta thu sản phẩm đồng tránh tượng tách lớp sản phẩm Cấu tạo: Máy đồng hoá bao gồm bơm chất lỏng, van chiều, van đế van đồng hoá, lò xo ép van đồng hóa Thông thường van đồng hóa ép chặt lên đế van nhờ lò xo Khi chất lỏng bơm lên áp suất cao đủ thắng lực lò xo, van đồng hóa nâng lên khỏi đế van tạo khe hở hẹp van đế van, chất lỏng thoát khỏi khe hở Khi lượng chất lỏng thoát ra, áp suất giảm, lò xo đẩy van đồng hóa hạ xuống, tỳ chặt vào đế van Chu kỳ lặp lại liên tục Van đồng hóa đế van phải thật phẳng đủ kín để chịu áp suất lên đến 150- 500 atm mà không bị rò rỉ Cấu tạo phận máy đồng hoá 1.Van đồng hóa 2.Vòng va đập Đế van Sơ đồ hệ thống Thanh trùng Thanh trùng biện pháp xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật, tăng khả hydrat hóa casein (khả giữ nước tốt, hạn chế tách nước, quện sữa mịn, chắc) Thanh trùng 90 - 95°C phút, sau làm nguội đến nhiệt độ lên men 40 - 45°C Ðây loại thiết bị làm việc liên tục áp suất nước cao áp suất khí Cấu tạo chủ yếu mỏng thép không rỉ, lượn sóng phẳng có vạch định hướng xếp ép mỏng lại, lỗ tạo thành rãnh thông kín, có khoang chứa sản phẩm khoang chứa chất tải nhiệt nước làm nguội xen kẽ Do có cấu tạo nên sữa chảy khoang kín thành lớp mỏng truyền nhiệt từ mặt bên nên thời gian nâng nhiệt nhanh, làm biến đổi chất lượng sản phẩm Vi khuẩn lactic có vai trò quan trọng sản xuất sữa chua Nó lên men đường lactose tạo acid lactic làm cho sữa chua đông tụ, đồng thời tạo chất thơm đặc trưng cho sản phẩm Trong sản xuất sữa chua yaourt vi sinh vật thường sử dụng loại sau: • Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus) vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt nhiệt độ 45 – 50 C môi trường có độ acid cao L bulgaricus tạo khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose pH tối thích L bulgaricus 5.2 – 5.6 • 0 Streptoccocus thermophilus (S thermophilus): Phát triển tốt nhiệt độ 50 C sinh sản tốt nhiệt độ 37- 40 C Đây vi khuẩn lactic lên men điển hình có khả chịu nhiệt đến 65 C 30 phút pH tối thích S thermophilus 6.6 – 6.8 Kinh nghiệm cho thấy sữa chua đạt tiêu chuẩn tốt (Về pH, mùi vị, hương thơm) tỉ lệ S thermophilus/ L bulgaricus 1/1 Sự hình thành chất thơm sản phẩm sữa chủ yếu S thermophilus Nhưng nghiên cứu gần nhấn mạnh đến vai trò L bulgaricus việc tạo nên hương thơm cho sản phẩm, thành phần acetaldehyde coi thành phần quan trọng góp phần tạo nên hương thơm đặc trưng sữa chua Cơ sở lí thuyết trình lên men yaourt: Lactose coi nguồn lượng cần thiết cho vi khuẩn trao đổi chất nguồn gốc tạo nên hàng loạt phản ứng tổng hợp chất Trong sản phẩm lên men từ sữa người ta nhận thấy có dạng lên men chính: • • • Lên men rượu Lên men lactic( thường gặp) Lên men butyric Các dạng lên men khác xảy trình sản xuất sữa chua coi phối hợp dạng lên men Bên cạnh có trình lên men đặc trưng riêng cho sản phẩm Ví dụ: Như lên men axetic, propionic…  Lên men lactic: • Trong môi trường sữa vi khuẩn lactic tổng hợp enzyme lactose galactozo Enzyme lactoza Glucose + Galactose   • Đường Galactose chuyển hoá thành glucose  Galactose + ATP  Galactose – – phosphate + ADP Galactose – – phosphate  Glucose -1 –phosphat Glucose – – phosphate  Glucose – – phosphate Glucose – – phosphate  Glucose+ H3PO4 Đường Glucose chuyển hoá thành acid pyruvic theo chu trình glycolisis Embden – Meyerhof Acid pyruvic tiếp tục chuyển thành acid lactic đưới tác dụng enzyme lactate dehydrogenase CH CH Lactate dehydrogenase C COOH Acid pyruvic O CH COOH Acid lactic OH •Bên cạnh đó, tác dụng enzyme decarboxylase vi khuẩn lactic acid pyruvic chuyển thành andehit axetic CH CH Decarboxylase C O COOH Acid pyruvic C O H andehit axetic Cơ chế đông tụ sữa sản xuất sữa chua đặc Acid lactic đóng vai trò quan trọng đông tụ sữa trình sản xuất sữa chua đặc Bình thường micelle casein sữa tích điện âm nên chúng đẩy điều làm cho micelle casein tồn dạng keo Acid lactic tạo từ trình lên men làm giảm pH sữa Khi pH sữa pl casein(4.7) micelle casein bị trung hoà điện tích micelle casein đông tụ tạo thành gel Khi pH giảm xuống pl, micelle casein tái hoà tan Và sở ứng dụng sản xuất sữa chua dừng trình lên men sữa chua đặc pH= 4.7 Còn sữa chua uống pH= 4.1 •Acid lactic tham gia phản ứng với caseinate calcium tạo quện sữa NH – R(COO) Ca + 2CH CHOHCOOH Caseinate calcium NH - R(COOH) + (CH CHOHCOO) Ca 2 Acid lactic Các calcium phosphate keo làm hoà tan tạo Ca Acid ceiseic(quện sữa) 2+ Lactate calcium Các ion làm cho khối đông tụ bền chặt Các trình sản xuất sữa chua uống Trộn hoà tan: Sữa tươi nâng nhiệt lên 45 – 50 C qua phận định lượng để đưa vào bồn.Lần lượt trộn bột sữa gầy với bơ.Trong trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy bồn trộn hoạt động để khuấy dịch sữa bồn trộn Sau trộn xong, ngừng khuấy khoảng thời gian 20 phút để tách bọt hidrat hoá Gia nhiệt sơ bộ: Dịch sữa từ bồn trộn bơm qua để loại bỏ tạp chất gia nhiệt lên 65 – 70 C đưa tiếp vào máy đồng hoá Có thể dùng thiết bị tách khí chân không đặt trước thiết bị đồng hoá để loại bỏ bọt khí, làm tăng hiệu trình đồng hoá Đồng hoá: Áp suất 160 – 200 bar Thanh trùng: Dịch sữa trùng 90 C phút Làm nguội: Dịch sữa sau trùng làm nguội xuống 45 C Lên men: Cho men giống vào bồn lên men có dịch sữa 45 C, tiếp tục khuấy khoảng 10 phút Sau khuấy đều, tắt cánh khuấy, trình lên men xảy Sau khoảng – giờ, pH men giảm xuống 4.0 – 4.1 ngưng ủ 0 Làm lạnh: Sau ngưng ủ, sữa chua khuấy khoảng – phút đưa làm lạnh xuống 15 C, chứa vào bồn trữ trộn với dịch Trộn dịch men dịch siro: Sau làm lạnh dịch siro đưa vào bồn trữ Dịch men sữa chua uống sau đạt pH theo yêu cầu làm lạnh đưa vào bồn trữ Tại đây, dịch men dịch siro trộn nhờ cánh khuấy bồn Đồng hoá : Dịch sữa chua uống bồn đưa đồng hoá với áp suất 20 bar đến 50 bar nhiệt độ 35 C 0 Tiệt trùng : Ở 110 C đến 120 C 6- giây Làm lạnh : Sữa chua uống sau tiệt trùng làm nguội xuống 20 C Rót hộp: Ở nhiệt độ 20 C hệ thống kín, vô trùng Sản phẩm sữa chua uống đóng hộp bảo quản nhiệt độ thường từ – tháng [...]... chất Trong các sản phẩm lên men từ sữa người ta nhận thấy có 3 dạng lên men chính: • • • Lên men rượu Lên men lactic( thường gặp) Lên men butyric Các dạng lên men khác cũng xảy ra trong quá trình sản xuất sữa chua được coi là sự phối hợp của các dạng lên men chính Bên cạnh đó còn có những quá trình lên men đặc trưng riêng cho từng sản phẩm Ví dụ: Như lên men axetic, propionic…  Lên men lactic: • Trong... làm biến đổi chất lượng sản phẩm Vi khuẩn lactic có vai trò rất quan trọng trong sản xuất sữa chua Nó lên men đường lactose tạo acid lactic làm cho sữa chua đông tụ, đồng thời còn tạo ra những chất thơm đặc trưng cho sản phẩm Trong sản xuất sữa chua yaourt vi sinh vật thường sử dụng 2 loại sau: • 0 Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus) là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45... sở này được ứng dụng trong sản xuất sữa chua khi dừng quá trình lên men của sữa chua đặc ở pH= 4.7 Còn ở sữa chua uống pH= 4.1 •Acid lactic còn tham gia phản ứng với caseinate calcium tạo quện sữa NH 2 – R(COO) Ca + 2CH CHOHCOOH 2 3 Caseinate calcium NH - R(COOH) + (CH CHOHCOO) Ca 2 2 3 2 Acid lactic Các calcium phosphate keo sẽ làm hoà tan và tạo ra Ca Acid ceiseic(quện sữa) 2+ Lactate calcium Các... chua đặc Acid lactic đóng vai trò rất quan trọng đối với sự đông tụ sữa trong quá trình sản xuất sữa chua đặc Bình thường các micelle casein trong sữa tích điện âm nên chúng đẩy nhau và điều đó làm cho các micelle casein tồn tại dưới dạng keo Acid lactic tạo ra từ quá trình lên men sẽ làm giảm pH của sữa Khi pH của sữa bằng pl của casein(4.7) các micelle casein bị trung hoà về điện tích và micelle casein... quy trình sản xuất Từ thùng cân bằng 1 sữa được bơm vào ngăn hoàn nhiệt thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt 2, nâng nhiệt độ của sữa lên 70 độ C .Sữa nóng được đưa qua thiết bị bốc hơi chân không 3 để giảm 10-20% lượng nước (hàm lượng chất khô tăng lên từ 1,5-3%) Ta có thể tận dụng nước loại ra từ sữa hoặc sữa đã được thanh trùng để nâng nhiệt độ của sữa đầu vào Từ thiết bị bốc hơi chân không, sữa được... sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose pH tối thích của L bulgaricus là 5.2 – 5.6 • 0 0 Streptoccocus thermophilus (S thermophilus): Phát triển tốt ở nhiệt độ 50 C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37- 40 C Đây cũng là vi khuẩn 0 lactic lên men điển hình có khả năng chịu nhiệt đến 65 C trong 30 phút pH tối thích của S thermophilus là 6.6 – 6.8 Kinh nghiệm cho thấy sữa chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốt nhất (Về... đường ống cùng với sữa qua bộ phận phối trộn 9 đi vào máy rót 10 sữa được rót vào hộp và đưa vào phòng ấm 11 để lên men trong vòng 2,5-3h ( với lượng chủng là 3%) Sau khi đông tụ, sữa chua yoghurt được làm lạnh và ủ chín ở 4 6°C ít nhất là 6 giờ Đây là giai đoạn rất quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị trạng thái cần thiết Chỉ sau khi kết thúc quá trình này người ta mới có được sữa chua thành phẩm... 200-250 bar Sữa đã được đồng hóa quay trở lại ngăn hoàn nhiệt 2 của thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng ở nhiệt độ 90-95 độ C và giữ ở thiết bị lưu nhiệt 5 trong vòng 3-5 phút Tiếp theo sữa được làm nguội bằng nước lạnh (hoặc chính sữa nguyên liệu vào của mẻ tiếp theo) đến nhiệt độ lên men thích hợp Tiếp theo sữa được bơm đến thùng trung gian 7, chủng visinh vật được chuẩn bị ở thùng 6 và hương (mứt quả)... chuyển thành acid lactic đưới tác dụng của enzyme lactate dehydrogenase CH 3 CH 3 Lactate dehydrogenase C COOH Acid pyruvic O CH COOH Acid lactic OH •Bên cạnh đó, dưới tác dụng của enzyme decarboxylase của vi khuẩn lactic acid pyruvic cũng chuyển thành andehit axetic CH 3 CH 3 Decarboxylase C O COOH Acid pyruvic C O H andehit axetic Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua đặc Acid lactic đóng vai... Các quá trình sản xuất sữa chua uống 0 Trộn hoà tan: Sữa tươi được nâng nhiệt lên 45 – 50 C và qua bộ phận định lượng để đưa vào bồn.Lần lượt trộn bột sữa gầy với bơ.Trong quá trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy trong bồn trộn được hoạt động để khuấy đều dịch sữa trong bồn trộn Sau khi trộn xong, ngừng khuấy trong khoảng thời gian 20 phút để tách bọt và hidrat hoá 0 Gia nhiệt sơ bộ: Dịch sữa từ bồn trộn ... sữa tươi loại sữa chua sản xuất công nghiệp II Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống phương pháp lên men lactic ( ng dụng công nghiệp) I Tổng quan nguyên liệu sữa tươi loại sữa chua sản xuất. .. có dạng lên men chính: • • • Lên men rượu Lên men lactic( thường gặp) Lên men butyric Các dạng lên men khác xảy trình sản xuất sữa chua coi phối hợp dạng lên men Bên cạnh có trình lên men đặc... trình lên men: Sữa chua yoghurt dạng “set type” (sữa chua dạng truyền thống): sau bổ sung chủng, người ta rót hộp lên men hộp Sữa chua “stirred type” (sữa chua dạng động): bổ sung chủng lên men xitec