Đề tài Công nghệ sản xuất Yaourt

ceride ở tâm cầu; đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo. Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin. Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy ac-si-met và tạo nên váng sữa. Khi đó trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid; pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như đường lactose, khoáng, một số protein... 1.2.3.5. Khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8¸10g/L. Các muối trong sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein). Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phosphore và magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa. Các nguyên tố khoáng khác như: kali, natri, clo...đóng vai trò là chất điện ly (electrolyte). Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như: Zn, Fe, I, Cu, Mo...Chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. 1.2.3.6. Vitamin: Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm: - Vitamin hòa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C… - Vitamin hòa tan trong chất bao gồm: A, D, E, K. Bảng 1.6 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/L) Vitamin Hàm lượng (mg/L) A D E K 0.2¸2.0 mg/L 0.375¸0.500 mg/L 0.75¸1.00 mg/L B1 B2 B3 B5 B6 0.44 1.75 0.94 3.46 0.5 B12 C Biotine Acid folic 4.3 20 30 2.8 1.2.3.7. Hormone: Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật. Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loại hormone. Chúng được chia thành ba nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride. 1.2.3.8. Các hợp chất khác: Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2. Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chất khác và dạng phân tán. Khí ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong các quy trình chế biến. Do đó, sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến. 1.2.3.9. Hệ vi sinh vật và vai trò của chúng trong sữa bò: được chia làm 2 nhóm Procaryote: nhóm vi sinh vật procaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Vùng nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan trọng cho nhóm procaryote là vi khuẩn. Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn đến vài triệu khuẩn lạc trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc. Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là: vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn gây thối. Vi khuẩn lactic: rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng thường được tìm thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của động vật. Để tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose. Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên. Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình. Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như: yoghurt, kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta sử dụng các loài vi khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hoá cần thiết. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là những canh trường vi sinh vật thuần khiết được nhân lên qua nhiều cấp từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã qua tuyển chọn. Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những vi sinh vật tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển hoá ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đông tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như: ethanol, acid acetic…làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa). Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như: Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus. Leuconostoc, Bifidobacterium…Chúng gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình. Khi thanh trùng sữa ở 80oC, hầu hết cácvi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hoá đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2…Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở nhiệt độ 75oC trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): chúng dễ bị nhiễm vào sữa. Trong sữa vi khuẩn này chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2…làm thay đổi thành phần hoá học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium. Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): được tìm thấy trong dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại…Vi khuẩn propionic chuyển hoá đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2…làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal…người ta sử dụng canh trường Propionibacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hổng (mắt phô mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20 giây. Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptide, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục bị phân huỷ tạo NH3, H2S…làm cho sữa có mùi khó chịu. Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzym này xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi. Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus… Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh tổng hợp bởi loài vi khuẩn này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngoài hai qua trình thuỷ phân nói trên, một số vi khuẩn gây thối còn tạo khí (CO2, H2…), sinh tổng hợp các acid hữu cơ làm giảm pH sữa và đông tụ protein. Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa. Eucaryote: nhóm VSV này có nhân hoàn chỉnh, nằm trong tế bào, nhân được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thông tin di truyền. Hai đại diện của nhóm này thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi. Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, oval hoặc hình trứng…Một số loài nấm men thường gặp trong sữa là Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hanseni,…Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hoá học trong quá trình bảo quản sữa. Nấm sợi: có dạng hình sợi, phân nhánh. Một số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Penicillium camemberti, P.roqueforti, P.casei,…Trong số các nấm sợi trên, vài loài thuộc giống Penicillium được sử dụng trong sản xuất một số loại phô mai. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhều khó khăn trong công nghệ chế biến sữa. Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt, hầu hết các loài nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ10-15 giây. Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng. 1.3. Các quá trình sinh hóa xảy ra trong sữa: Sữa tươi là môi trường rất thích hợp cho sự xâm nhập và phát triển của các loại vi sinh vật. Do sự phát triển của vi sinh vật nên trong sữa tươi có xảy ra nhiều quá trình sinh hóa phức tạp, trong đó có biến đổi có lợi như sự lên men lactic, nhưng chủ yếu là các quá trình biến đổi có hại, làm giảm chất lượng của sữa và cuối cùng dẫn đến hư hỏng. Một số quá trình biến đổi chủ yếu xảy ra trong bảo quản sữa tươi: Sự lên men lactic (sự lên men chua của sữa): chúng phân giải đường lactose thành nhiều chất phức tạp, chủ yếu là tạo thành acid lactic. Sự lên men lactic được ứng dụng trong việc sản xuất sữa chua.Sự lên men lactic xảy ra chủ yếu do tác động của vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic không bền vững dưới tác động của nhiệt độ cao. Khi đun nóng sữa tới 60-650C trong khoảng 15-30 phút vi khuẩn lactic sẽ bị tiêu diệt. Sự lên men butiric: là quá trình biến đổi không có lợi của sữa. Dưới tác dụng của vi khuẩn này, đường lactose và các muối của acid lactic bị lên men tạo thành acid butyric, một số chất khí, một số hợp chất acid… làm giảm chất lượng của sữa. Vi khuẩn butyric hoạt động mạnh ở nhiệt độ khoảng 400C. Sự thối rữa: hiện tượng sữa tươi bị thối rữa là do nhiều loại vi sinh vật phát triển phân hủy các hợp chất protein của sữa thành những sản phẩm có mùi thối khó chịu. Ngoài ra, bản thân các loại vi khuẩn gây thối rữa có thể tự tiết ra các chất độc hoặc phân giải protein thành các chất độc làm cho sữa bị nhiễm độc, chất lượng của sữa giảm dần, thậm chí còn không dùng làm thực phẩm được nữa. 1.4. Các phương pháp bảo quản sữa bò tươi: Sữa sau khi vắt, lượng vi sinh vật thay đổi khá nhiều. Bản thân sữa còn chứa nhiều hệ enzym xúc tác cho các phản ứng sinh hóa làm giảm giá trị của sữa. Để hạn chế sữa bị giảm chất lượng, người ta tiến hành bảo quản sữa bằng nhiều phương pháp khác nhau ở điều kiện thích hợp như là: Phương pháp vật lý: làm lạnh, đun nóng. Phương pháp hóa học: dùng một số hóa chất để tiêu diệt hoặc ức chế sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Phương pháp sinh học: chủ yếu nhờ quá trình lên men lactic để ức chế sự phát triển của vi sinh vật khác. 1.5. Các chỉ tiêu của chất lượng sữa: Khi đánh giá chất lượng của sữa tươi, người ta thường tiến đánh giá đồng thời các chỉ tiêu như sau: Chỉ tiêu về cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị … Chỉ tiêu lý hóa: tỷ khối, hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo, độ acid … Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi sinh vật ( tạp trùng ) trong 1ml sữa, vi trùng gây bệnh, nấm mốc … Chương 2: Tổng quan về chăn nuôi bò sữa ở Việt Nam 2.1.Tình hình chăn nuôi : Sau khi có quyết định 167/2001/QĐ-TTG của thủ tướng chính phủ ngày 26/10/2001 phong trào phát triển bò sữa ở nước ta bước vào giai đoạn mới, tổng đàn bò sữa hàng năm tăng nhanh, tốc độ tăng trung bình giai đoạn 2001-2005 đạt 24,93%. Bảng 2.1. Tăng trưởng đàn bò sữa theo các vùng sinh thái giai đoạn 2001-2005: Khu vực Năm Tăng trưởng BQ gđ 2001-2005(%) Tỷ lệ %/so vói cả nước năm 2005 2001 2002 2003 2004 2005 CẢ NƯỚC 41241 55848 79243 95794 104120 24,93 100 Miền Bắc 6170 8216 17885 24151 26308 43,70 25,27 ĐB Sông Hồng 3543 5040 9033 11424 11975 35,59 11,50 Đông Bắc 0,00 746 2910 4832 5458 94,13 5,24 Tây Bắc 2613 2103 4044 5048 5058 17,95 4,86 Bắc Trung Bộ 14 327 1898 2847 3817 306,35 3,67 Miền Nam 35071 47632 61358 71643 77812 22,05 74,73 DHNamTrungBộ 132 848 3532 5902 3014 118,60 2,89 Tây Nguyên 804 1007 1732 2119 2549 33,44 2,45 Đông Nam Bộ 32298 41937 51098 56799 63939 18,62 61,41 ĐBSông Cửu Long 1837 3840 4996 6823 8310 45,84 7,98 Đông Nam Bộ là vùng có số lượng đàn bò sữa cao nhất nước và Tây Nguyên có số lượng đàn bò thấp nhất nước. Bảng 2.2 Một số tỉnh có đàn bò phát triển STT Tỉnh Số lượng bò sữa (con) Sinh sản Sản lượng sữa (tân) 1 TP HCM 56162 44794 130054 2 Long An 5326 2418 8363 3 Sơn La 4491 2753 7550 4 Tuyên Quang 4090 3575 6697 5 Hà Tây 4083 2502 4666 6 Bình Dương 3887 2908 8532 7 Hà Nội 3217 2426 4823 8 Bình Định 2626 1267 367 9 Lâm Đồng 2507 2248 4852 10 Thanh Hóa 2297 1900 6500 Thành phố Hồ Chí Minh có số lượng đàn bò và sản lượng sữa đứng đầu nước. 2.2. Các giống bò cao sản : Các giống bò ngoại thường cho sản lượng sữa cao so với các giống bò nội, một số giống cho năng suất cao như: - Bò Holstein thuần chủng (bò HF): đây là giống bò sữa chuyên dụng cao sản của Hà Lan. Màu lông đen vá trắng hoặc trắng vá đen, tỷ lệ đen trắng thông thường là 50% - 50%. Bò Hà Lan thuần thường có 6 điểm trắng: giữa trán, chóp đuôi và 4 chân. Đây là giống bò có sản lượng sữa nhiều và tốt nhất và được nuôi với tỷ lệ cao nhất trong các giống bò sữa hiện nay. Được nhập về Việt Nam từ những năm 1963-1964 tại Mộc Châu (tỉnh Sơn La) và hiện được nuôi ở đó với quy mô lớn.Sản lượng sữa đạt 5500 – 6000kg/305 ngày.Tỉ lệ mỡ sữa là 3.6%. Hình 2.1 Hình dáng của bò Holstein - Bò Jersey thuần chủng: có nguồn gốc từ đảo Jersey ở eo biển Mangche giữa Anh và Pháp. Đây là giống bò sữa có tầm vóc nhỏ nhất nhưng có ngoại hình rất đẹp và hiệu suất cho sữa khá cao. Bò có sắc lông màu nâu nhạt đốm đen.Bò có khả năng gặm cỏ tốt.Tuy có nguồn gốc từ xứ ôn đới nhưng có khả năng chịu được khí hậu của nhiệt đới. Ưu điểm là khả năng chống chịu tốt, dễ thích nghi và chịu kham khổ tốt hơn bò HF, sản lượng sữa chỉ bằng 1/3-1/2 bò HF (3500-4000kg/chu kỳ 270 ngày) nhưng tỷ lệ mỡ sữa cao từ 5.2 - 5.8%, chất lượng sữa thơm ngon.Bò này có sự trưởng thành sinh dục sớm, con cái từ 12-14 tháng tuổi đã cho phối lần đầu. Hình 2.2 Hình dáng của bò Jersey Ngoài ra còn có một số giống bò lai: chúng được sinh sản bằng phương pháp thụ tinh nhân tạo, tinh đực giống đều là tinh bò Holstein Friesian thuần chủng: - Bò lai HF ´ Jersey: con lai được tạo ra từ bò mẹ Jersey thuần với tinh bò đực giống Hà Lan. - Bò AFS: đây là một giống bò lai của Australia, được lai tạo giữa giống bò địa phương với bò Holstein Friesian và bò Siwan. Giống bò này tuy sản lượng sữa không cao như bò HF, nhưng có ưu điểm là khoẻ mạnh, ít ốm đau, thích nghi được với những vùng thời tiết khí hậu khô nóng. 2.3. Tình hình phát triển giống bò sữa ở Việt Nam : Bò HF thuần chủng được đưa về Việt Nam (cụ thể là ở Mộc Châu và Lâm Đồng) từ những năm 1963-1964 cùng với 114 con bò lang trắng đen từ Trung Quốc. Năm 1975-1976 nhập 879 con Hoslstein Friesian từ Cu Ba. Trải qua 9-10 thế hệ đàn bò này đã thích nghi với khí hậu cũng như môi trường tại Việt Nam. Năm 2001-2002 nhập 49 con bò Hoslstein Friesian từ Mỹ theo chương trình phát triển bò sữa quốc gia, nhằm phát triển nguồn gen quý. à một giống bò có tầm vóc to lớn và cho sản lượng sữa cao. Trong chương trình phát triển bò sữa của tỉnh Sơn La năm 2003 nhập 374 bò Hoslstein Friesian từ Australia và chúng được nuôi, sinh sản và sản xuất tại Mộc Châu. Bò sữa ở nước ta cho năng suất thấp hơn các giống bò ngoại. Cơ cấu của đàn bò sữa Việt Nam hiện nay chủ yếu là bò lai HF được lai từ giống bò Holstein của Hà Lan chiếm gần 85% tổng đàn bò sữa, tỷ lệ máu bò lai HF ở đàn bò lai thường từ 50%, 75% và 87,5%. Số lượng bò thuần HF chiếm 14% tổng đàn. Số còn lại là các giống bò khác . 2.4. Điều kiện vắt sữa : Đối với các loài động vật khác nhau thì thành phần hoá học của sữa sẽ khác nhau, ngay cả ở những động vật cùng loài cũng không giống nhau. Thành phần và chất lượng của sữa ở các loài hay ở những động vật cùng loài luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần thức ăn, điều kiện chăn nuôi, sức khoẻ, trọng lượng của con vật, thời kỳ tiết sữa, phương pháp vắt sữa, loài giống và nhiều yếu tố khác. Sau đây là một số yếu tố quan trọng cụ thể ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng của các thành phần trong sữa: Loài, giống động vật: sữa vắt từ các loài động vật khác nhau thì khác nhau, ngay cả sữa vắt từ một loài động vật nhưng giống khác nhau cũng sẽ khác nhau mặc dù điều kiện chăn nuôi và phương pháp vắt sữa giống nhau. Do vậy, trong lĩnh vực chăn nuôi bò sữa người ta phải chọn giống cho nhiều sữa và sữa có chất lượng tốt. Điều kiện chăn nuôi: thời tiết, thức ăn, chuồng trại có ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng sữa. Thông thường, sữa vắt vào mùa hè ít lipid hơn sữa vắt vào mùa đông; sữa vắt vào mùa hè, mùa xuân nhiều vitamin và chất màu hơn sữa vắt vào mùa đông. Thể trạng của con vật: sữa vắt từ các con vật khoẻ mạnh thì khác hẳn từ các con vật ốm yếu, như sữa vắt từ con bò bị bệnh lao thì trong thành phần sữa vắt có nhiều vi trùng lao, sữa vắt từ các con vật bị viêm vú thì trong sữa vắt có các tế bào hồng cầu … Thời kỳ tiết sữa: là khoảng thời gian bắt đầu có sữa đến khi hết sữa. Thời kỳ tiết sữa ở các con vật không giống nhau. Thời kỳ tiết sữa của bò sữa trung bình từ 8 đến 10 tháng. Trong khoảng thời gian 7-10 ngày đầu của thời kỳ tiết sữa, sữa vắt trong thời gian này được gọi là sữa non (sữa đầu) có thành phần khá đặc biệt: hàm lượng protein sữa non nhiều hơn sữa thường có khi gấp 2-3 lần; chất khoáng, chất miễn dịch và chất men nhiều hơn sữa thường rất thích hợp cho bê con nhưng sữa non có mùi vị kém thơm ngon hơn sữa thường do đó khi vắt sữa bò người ta không lấy sữa non. Sữa vắt trong những ngày cuối của thời kỳ tiết sữa gọi là sữa cuối hoặc sữa già, sữa già có vị đắng hơn và nhiều enzym lipase hơn sữa thường. Phương pháp vắt sữa: để vắt được nhiều sữa trước hết con vật phải thuộc giống cho nhiều sữa, kỹ thuật chăn nuôi phải tốt, nhưng ngoài ra còn một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng sữa vắt được đó là phương pháp vắt sữa. Có nhiều phương pháp vắt sữa: vắt bằng tay, bằng máy, phối hợp vắt bằng máy và bằng tay. Sử dụng phương pháp nào là do tùy từng nông trại chăn nuôi bò hay do thói quen của từng con vật thì sữa vắt sẽ vừa nhiều, vừa tốt. 2.5. Phương pháp vắt sữa bò: Quá trình vắt sữa quyết định đến sản lượng sữa thu hoạch được từ mỗi con bò cũng như các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa, chỉ có thể chế biến ra các sản phẩm tốt khi sữa có nguyên liệu tốt. Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường là lúc sáng sớm và chiều tối. Sữa vắt ra được làm lạnh ngay, tránh mọi biến đổi xấu đối với sữa. Trong trường hợp vắt sữa bằng tay, sữa được lọc qua vải màng (vài lớp), để loại bỏ những tạp chất cơ học có kích thước lớn. Có thể phải lọc nhiều lần, sau đó làm lạnh tại chỗ trong thiết bị chuyên dùng. Hiện nay, có 2 phương pháp vắt sữa phổ biến: Phương pháp vắt sữa thủ công. Phương pháp sử dụng máy vắt sữa. Ở nước ta hiện nay, chủ yếu là vắt sữa bằng tay. Sau đó được vận chuyển tới các cơ sở chế biến hoặc nhà máy bằng ôtô lạnh. 2.5.1. Phương pháp vắt sữa thủ công: 2.5.1.1. Đặc điểm: Phương pháp vắt sữa thủ công là phương pháp vắt sữa bằng tay. Phương pháp này đơn giản nhưng tốn nhiều thời gian, nhân công và khó kiểm soát để đảm bảo sự ổn định cho các chỉ tiêu vi sinh của sữa. Phương pháp vắt sữa thủ công thích hợp cho các hộ gia đình nuôi bò sữa với quy mô nhỏ. Đối với phương pháp vắt sữa thủ công, ta cần chú ý đến các vấn đề sau đây: Con vật phải trong tình trạng vệ sinh tốt. Nơi vắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ, tránh bụi. Người vắt sữa cũng phải trong tình trạng vệ sinh tốt, không bị bệnh truyền nhiễm. Các dụng cụ đựng sữa và các dụng cụ khác có liên quan đến quá trình vắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ. Nếu có điều kiện nên vô trùng cẩn thận. Sau khi vắt sữa xong, cần rửa lại núm vú bò bằng nước sạch và lau khô. Ta cũng có thể sử dụng các dung dịch sát trùng để ức chế vi sinh vật, hạn chế sự di chuyển của chúng vào tuyến trong của núm vú. 2.5.1.2. Kỹ thuật vắt sữa: Vắt sữa bò đúng kỹ thuật là nhằm hạn chế đến mức tối đa sữa cặn tồn tại trong tuyến bào, tránh viêm vú, đồng thời kích thích quá trình sinh tổng hợp sữa trong tuyến sữa. Sự tiết sữa của bầu vú là hoạt động phản xạ có điều kiện diễn ra theo hai pha: Pha 1: là pha thần kinh có thời gian tiềm phục ngắn khoảng 1 - 4 giây. Pha 2: là pha thần kinh thể dịch.Pha này có liên quan đến hoạt động của hormon oxytoxin. Thời gian tiềm phục khoảng 30 - 40 giây.Nhưng oxytoxin từ thùy sau tuyến yên thường kéo dài trong vòng 3 - 5 phút. Sau đó hoạt động của oxytoxin sẽ hết hiệu lực. 2.5.1.3. Chuẩn bị vắt sữa: Trước hết, phải dọn sạch chỗ vắt sữa. Con bò nào hay đá nên buộc chân sau lại (buộc chân không ảnh hưởng tới chất lượng sữa vắt được). Ngoài ra, cũng phải buộc đuôi vào đùi để tránh bò quật đuôi làm bụi, phân rơi vào sữa. Lau sạch vú bằng khăn sạch đã nhúng nước ấm 40 - 500C. Sau đó, tiến hành xoa bóp vú: dùng hai bàn tay ôm lấy phía trước và phía sau vú, tay trái ở phía trước, tay phải ở phía sau, hai tay ôm khum khum bầu vú, ép chặt vào nhau, vừa ép vừa làm cho bầu vú chảy đi chảy lại trong lòng bàn tay, làm nhẹ nhàng từ trên xuống dưới, đến núm vú thì nắm lấy và vuốt nhẹ vài cái. Xong dùng cả hai bàn tay nâng mạnh bầu vú lên vài lần (như con bê thúc vú mẹ), rồi lại tiếp tục xoa bóp.Như vậy, độ 4-5 lần, đến khi thấy bầu vú cứng lên và các núm vú vểnh ra, đó là dấu hiệu sữa xuống đầy bầu vú. Xoa bóp độ 2-3 phút là xong toàn bộ. 2.5.1.4. Vắt sữa: Có thể vắt hai vú trước, hai vú sau, cũng có thể chéo góc: vú phải phía trước và vú trái phía sau vắt trước, vú phải phía sau và vú trái phía trước vắt sau. Khi sữa đã gần cạn (nghĩa là vắt không còn chảy thành tia mạnh nữa) thì tập trung hai tay vắt một núm cho kiệt sữa (gọi là vắt kiệt). Khi vắt kiệt nên vắt lần lượt từ vú phải phía trước sang vú trái phía trước, rồi đến vú trái phía sau và cuối cùng là vú phải phía sau. Nên ngồi vắt bên trái bò, do đó lúc bắt tay trái ở phía trước và tay phải ở phía sau. Hình 2.3. Tư thế người ngối vắt sữa bò Nếu núm vú bò to thì nên vắt nắm: nắm chặt núm vú vào mấy ngón tay, rồi lần lượt bóp chặt ngón trỏ và ngón cái trước làm thành một vòng đai không cho sữa chảy ngược lên bầu vú. Sau đó lần lượt bóp chặt ngon giữa, rồi đến nhón đeo nhẫn và ngón út để tống sữa ra ngoài. Các động tác này làm theo một trình tự đều đặn, cứ mỗi phút người vắt sữa giỏi có thể bóp được từ 100 - 120 lần, vắt càng nhanh thì lượng sữa càng nhiều. Nếu núm vú ngắn nhỏ thì nên vắt vuốt: dùng hai tay cái và tay trỏ để vuốt, ngón tay cái áp chặt vào núm vú, ngón tay trỏ vòng trở lại quay núm vú và vuốt mạnh cả hai ngón từ trên xuống dưới. Lúc đầu cũng cần làm từ từ, sau tăng dần lên càng nhanh càng tốt. Hình 2.4. Vắt sữa bò bằng cách vắt nắm 1- Cách vắt nắm cho ngón tay cái ra ngoài 2- Cách vắt nắm cho ngón tay cái vào trong Khi vắt kiệt cũng làm như đối với núm vú nhỏ ngắn, nhưng cần đưa các ngón tay lên sát tận bầu vú mà bóp hoặc vuốt xuống để sữa không ứ lại ở đây. Trong khi vắt sữa nên dùng vaselin để núm vú khỏi nứt nẻ. Số lần vắt sữa trong một ngày tuỳ thuộc vào sản lượng sữa của từng con bò: Lượng sữa dưới 10kg nên vắt 2lần/ngày. Lượng sữa từ 11 - 20 kg nên vắt 3lần/ngày. Lượng sữa trên 20kg nên vắt 4lần/ngày. Muốn khai thác triệt để khả năng cho sữa của bò có thể áp dụng kỹ thuật vắt sữa tăng sản: cho bò ăn thêm thức ăn và tăng số lần vắt sữa. Kết quả vắt sữa tăng sản còn phụ thuộc vào giống, thức ăn, kỹ thuật vắt sữa và tháng bò có thai (bò có thai từ tháng 5 trở đi, kết quả vắt sữa tăng sản thường không rõ lắm). 2.5.1.5. Một số điểm cần chú ý khi vắt sữa: Tuyệt đối giữ vệ sinh sạch sẽ: Nơi vắt sữa phải thoáng khí, sạch sẽ, không có bụi bặm, phân rác bẩn thỉu. Không để thức ăn có mùi (như xác mắm, …) ở gần, tuyệt đối cấm hút thuốc trong khi vắt sữa. Người vắt sữa phải mặc quần áo, đội mũ, đi ủng, bảo hộ lao động sạch sẽ, phải cắt ngắn móng tay và rửa tay sạch sẽ trước khi vắt sữa. Dụng cụ vắt sữa phải hết sức sạch sẽ. Các dụng cụ vắt sữa, dụng cụ đựng sữa tốt nhất là bằng nhôm. Mỗi lần dùng xong phải rửa sạch dụng cụ, rồi tráng lại bằng nước sôi, úp lại chỗ cao ráo, có vải đậy lên trên cho đỡ bụi. Dụng cụ bằng vải như khăn lau vú, xô lọc sữa dùng xong cũng phải giặt sạch phơi khô. Không thay đổi một số thói quen trong lúc vắt sữa: Cố định giờ vắt sữa hàng ngày, cố định nơi vắt sữa, cố định người vắt sữa, cố định kỹ thuật vắt sữa thích hợp với từng con. Có đầy đủ dụng cụ vắt sữa thích hợp: Xô vắt sữa: nên làm bằng nhôm cho đỡ han rỉ và dễ rửa. Thùng chứa sữa và chuyên chở sữa: cũng nên làm bằng nhôm có nắp đậy kín để tiện việc chuyên chở. Quần áo, mũ, ủng bảo hộ lao động: nên có áo blouse, tạp dề hoặc quần áo vắt sữa riêng. Ngoài ra, cần có mũ hoặc lưới bịt tóc, khẩu trang và ủng cao cổ. Ghế vắt sữa: ghế phải có độ cao vừa phải để khi ngồi tay người vắt sữa ngang tầm với vú bò. Ghế phải vững chắc, không dễ bị lật đổ, hoặc người ngồi bị ngã làm đổ sữa. 2.5.2. Phương pháp sử dụng máy vắt sữa: 2.5.2.1. Đặc điểm: Phương pháp này được thực hiện ở các trang trại nuôi bò với quy mô lớn.Việc đầu tư trang thiết bị vắt sữa sẽ tốn kém nhưng mang lại nhiều ưu điểm. Đặc biệt là dễ dàng kiểm soát và hạn chế được sự nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sữa. 2.5.2.2. Phương pháp vắt sữa: Đối với phương pháp vắt sữa bằng máy, ta có hai loại thiết bị: - Thiết bị vắt sữa riêng cho từng con bò. Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống vắt sữa bò bằng máy kèm theo thiết bị làm lạnh sữa. 1- Bơm chân không; 2- Đường dẫn chân không; 3- Đường ống dẫn sữa; 4- Thiết bị làm lạnh; 5- Thùng chứa sữa đã được làm lạnh. Thuyết minh sơ đồ: Khi vắt sữa, bò được lắp bốn ống vắt sữa vào bốn bầu vú. Sữa sẽ được hút ra nhờ bơm chân không. Sữa vắt ra theo đường dẫn chân không và qua thiết bị làm lạnh để vào thùng chứa sữa. Sữa mới vắt ra có nhiệt độ khoảng 370C, là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn gây hư hỏng sữa. Vì vậy sữa phải được làm lạnh xuống 4 - 60C càng nhanh càng tốt và phải giữ ổn định nhiệt độ này trong suốt thời gian bảo quản. - Thiết bị vắt sữa cho nhiều con bò trong cùng một lúc: loại thiết bị này hiện nay được sử dụng rất phổ biến ở các trang trại nuôi bò sữa. Khi đó, mỗi con bò sẽ được lắp bốn ống vắt vào các vị trí tương ứng với bốn bầu vú. Phần sữa vắt ra sẽ được dẫn đến một ống trung tâm để đưa sữa về bồn chứa. Tiếp theo đó, sữa sẽ được bơm qua hệ thống thiết bị làm lạnh dạng bản mỏng để đưa nhiệt độ sữa về giá trị không lớn hơn 40C, rồi được lưu trữ trong một thiết bị bảo quản sữa. Thiết bị bảo quản sữa thường có hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy dạng chân vịt được đặt nghiêng, có hệ thống làm lạnh để giữ nhiệt độ sữa không lớn hơn 40C. Như vậy, trong phương pháp vắt sữa bằng máy, quá trình vắt sữa và làm lạnh được thực hiện trong một hệ thống khép kín. Nếu như ta vệ sinh cẩn thận núm vú và các khu vực lân cận trên cơ thể bò, cũng như tiệt trùng nghiêm ngặt máy vắt sữa, thiết bị làm lạnh, các bồn chứa sữa và hệ thống đường ống dẫn sữa thì việc nhiễm vi sinh vật sẽ được hạn chế ở mức thấp nhất. Tuy nhiên, khi áp dụng phương pháp vắt sữa bằng máy, tình trạng sức khoẻ của bò cần phải kiểm tra nghiêm ngặt và thường xuyên. Đặt biệt, cần phát hiện kịp thời và tách riêng nhóm bò bệnh viêm vú để tránh nhiễm hệ vi sinh vật từ phần sữa của chúng với phần sữa thu được từ những con bò khỏe mạnh. Chương 3: Công nghệ sản xuất yaourt từ sữa bò tươi. 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ: Lọc Đồng hóa Thanh trùng Làm nguội Lên men Làm lạnh Đóng gói Trộn tuần hoàn Lọc Đồng hóa Thanh trùng Nước, sữa tươi, bột sữa gầy, bơ, chất ổn định Nước, bột sữa gầy Trộn tuần hoàn Làm nguội Nhân giống Làm lạnh Trữ lạnh Cặn Cặn men Phối trộn 65C 60-700C 150bar 950C 5 phút 42-460C pH:4,5 430C 4-6h <50C tỷ lệ: 1/40 (<8oC) 40-450C 60-700C 100-110bar 950C 5phút 42-460C pH:4,5 4-6h <50C 40C Sản phẩm Bảo quản 3.2. Thuyết minh quy trình: 3.2.1.Sản xuất men cái: 3.2.1.1.Trộn tuần hoàn: Mục đích: phân tán, hòa tan đồng đều các thành phần nguyên liệu. Phương pháp thực hiện: nước và sữa bột gầy được thực hiện tuần hoàn giữa bồn trộn và bồn trung gian bằng cánh khuấy. Thiết bị: hệ thống bồn trộn có cánh khuấy. Hệ thống trộn gồm có hai bồn trộn, vỉ trao đổi nhiệt và ba bồn trung gian. Nhiệt độ trộn: 40 - 450C. 3.2.1.2. Lọc : Mục đích: loại bỏ những cặn bã hay tạp chất có trong nguyên liệu. Phương pháp thực hiện: lọc cơ học. Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc <300µm. Sau khi loại bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua bồn cân bằng để ổn định dòng trước khi qua vỉ trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa. Thiết bị: thiết bị lọc dạng túi tháo rời. Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc 250µm. Sau khi loại bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua bồn cân bằng để ổn định dòng trước khi qua vỉ trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa. Quy trình công nghệ: Dịch sau trộn lưới lọc dịch sữa đã được tách cặn bồn cân bằng. Hình 3.1. Thiết bị lọc túi tháo rời. 3.2.1.3. Đồng hóa: Mục đích: Đồng hóa là quá trình xử lý cơ học, dùng lực tác dụng lên các hạt béo. Tác dụng của việc đồng hóa lên cấu trúc hóa học và vật lý của sữa có rất nhiều ưu điểm: Phân tán đồng đều chất béo trong sản phẩm. Làm bền hệ nhũ tương sữa. Màu sắc trắng hơn, kích thích cảm quan và sử dụng. Phương pháp thực hiện: áp suất cao. Thiết bị: đồng hóa 2 cấp Nguyên lý hoạt động: hệ nhũ tương sữa được bơm qua 1 khe hẹp với tốc độ cao, kích thước các hạt cầu béo giảm do các cơ chế: 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. Quy trình công nghệ theo thiết bị: Dịch trộn đã gia nhiệt bơm nâng áp suất sữa nén sữa qua khe hẹp sản phẩm sữa được đồng hóa. Chế độ: - Nhiệt độ: 700C, vì : Ở 30-450C: Chất béo hóa rắn,đồng hóa sẽ không hiệu quả và không phân tán hoàn toàn được các hạt cầu béo. Ở 700C: nhiệt độ thích hợp để phân tán hoàn toàn được các hạt cầu béo, các cầu béo tồn tại ở pha lỏng và liên kết bình thường với sữa. Lúc này đồng hóa xảy ra hiệu quả nhất. Đồng thời ở nhiệt độ này, sự biến đổi thành phần hóa học xảy ra không đáng kể. - Áp suất:100 - 110 bar. Tuỳ thuộc vào độ nhớt yêu cầu của sữa bán thành phẩm. Áp suất được điều chỉnh sao cho độ nhớt sữa sau cô đặc đạt 1800cP. Để tăng độ nhớt bán thành phẩm, cần tăng áp suất đồng hóa , tuy nhiên áp suất này không được vượt quá 110 bar để đảm bảo độ an toàn của thiết bị. Sản phẩm chưa đồng hóa Khe 0.1mm Trục nén Sản phẩm đã đồng hóa a) b) c) Hình 3.2. Cầu béo được phá vỡ qua khe hẹp của thiết bị đồng hoá dưới áp suất cao Hình 3.3.Hạt cầu béo trước và sau khi đồng hóa a)sữa tươi. b)Sữa tươi bào quản sau 1 giờ. c) Sữa đã đồng hóa trong thời gian bảo quản. 3.2.1.4. Thanh trùng - Làm nguội: Mục đích: thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh nhằm tạo môi trường tốt nhất cho quá trình ủ men sau này. Phương pháp thực hiện: xử lý nhiệt bằng hệ thống UHT, trao đổi nhiệt gián tiếp qua đĩa. Thiết bị: vỉ trao đổi nhiệt PHE ( Plate Heat Exchanger). Quy trình công nghệ: Sữa sau đồng hóa vỉ nước nóng vỉ nước lạnh. Cấu tạo thiết bị thanh trùng gồm có nhiều lõi thép không rỉ(inox) được xếp thành một hệ thống truyền nhiệt. Hệ thống này bao gồm nhiều khu vực xử lý nhiệt khác nhau: gia nhiệt, làm nguội. Môi chất nóng là nước nóng và môi chất lạnh là nước lạnh. Những đĩa trong hệ thống được cấu tạo đặc biệt (có dạng nếp gấp hay gợn sóng), nên quá trình truyền nhiệt được tối ưu. Các chất lỏng đi vào và đi ra qua những lỗ trên một góc của đĩa. Trong thực tế sản xuất, để tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa quá trình sản xuất, các nhà kỹ thuật thiết kế riêng một hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt: gia nhiệt, giữ nhiệt, làm nguội cùng hệ thống điều khiển nhiệt tự động bằng các cảm biến nhiệt và các van nhiệt chuyên dùng. Trong hệ thống này có thiết bị giữ nhiệt, có tác dụng giữ dòng sữa trong khoảng thời gian xác định là 5 phút ở nhiệt độ thanh trùng là 950C. Nó được cấu tạo gồm các ống được sắp xếp theo hình xoắn ốc hay zig-zag, bên ngoài được bao phủ bởi 1 lớp vỏ áo cách nhiệt. Chiều dài của đường ống này và tốc độ chảy của dòng sữa trong ống được tính toán sao cho thời gian lưu của sữa trong thiết bị bằng với khoảng thời gian yêu cầu của quá trình thanh trùng. Nguyên lý hoạt động: vỉ gồm có 4 ngăn: ngăn nước – hơi, ngăn nước nóng – sữa, ngăn sữa – sữa, ngăn sữa – nước lạnh. Dịch sữa ra khỏi máy đồng hóa đi vào ngăn thanh trùng trao đổi nhiệt với nước nóng để tăng nhiệt độ lên theo yêu cầu công nghệ. Ra khỏi ngăn thanh trùng dịch sữa đi vào hệ thống ống lưu nhiệt, quay lại ngăn trao đổi nhiệt với dòng sữa vào, tiếp tục qua ngăn làm nguội trao đổi nhiệt với nước lạnh, nhiệt độ giảm xuống 42-460C (đây là nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men lactic) và ra khỏi vỉ thanh trùng. Sữa đi đồng hóa Hơi vào Hơi ra Bơm nước nóng tuần hoàn Sữa sau khi lọc Sữa sau khi đồng hóa Sữa đi lưu nhiệt Sữa sau khi lưu nhiệt về Sữa sẽ được làm yaourt Nước lạnh vào Nước lạnh ra Hình 3.4. Thanh trùng sữa bằng thiết bị vỉ trao đổi nhiệt. Sữa vào Nước nóng Sữa ra Nước lạnh Nâng nhiệt sơ bộ Ngăn thanh trùng và duy trì Ngăn làm nguội sơ bộ Ngăn làm nguội nguoäi T1 T2 T3 T3 T4 T5 Hình 3.5. Sơ đồ thanh trùng sữa của thiết bị. 3.2.1.5. Nhân giống - Làm lạnh: Mục đích: nhân giống nhằm chuẩn bị giống vi khuẩn đưa vào giai đoạn lên men. Các biến đổi xảy ra: Hóa học: pH giảm, tích lũy được 0,85-0,95% acid lactic. Thành phần nguyên liệu có sự thay đổi lớn do quá trình lên men tạo nhiều sản phẩm khác nhau. Hóa sinh: xảy ra các phản ứng dưới tác dụng của hệ enzyme vikhuẩn: Phản ứng oxi hóa khử đường lactose thành acid lactic trong điều kiện yếm khí. Phản ứng thủy phân đường sữa thành dạng đường đơn giản. Phản ứng thủy phân một phần protid thành peptone, acid amin. Hóa lý: sự đông tụ casein làm chuyển trạng thái của hỗn hợp từ lỏng thành sệt. Giải thích sự đông tụ casein: Đông tụ casein là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đông với cấu trúc gel. Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường tiến hành một trong hai phương pháp sau: Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện của casein là pH = 4,6. Sử dụng enzyme đông tụ sữa. Trong quá trình lên men sữa chua, sự đông tụ xảy ra bởi tác nhân axit lactic (độ pH và điểm đẳng điện của casein) Cơ sở khoa học: Casein trong sữa tồn tại ở dạng micelle. Chúng có điểm đẳng điện pH 4,6. Theo Cheftel J.C, khi bảo quản sữa tươi ở 4 – 70C, các micelle sữa bò phân ly một phần thành tiểu cầu micelle, sau 24 giờ có đến 50% β-casein tách khỏi cấu trúc gel trong sữa. Khi gia nhiệt sữa bò trở lại, các phân tử β-casein liên kết một cách chậm chạp với các micelle ban đầu. Nhờ vậy sữa được bảo quản trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp sẽ có hàm lượng casein hòa tan tăng cao. Quá trình đông tụ casein hòa tan sẽ khó khăn và kém triệt để hơn so với các casein tồn tại ở dạng micelle. Nếu ta đưa về giá trị pH 4,6 - điểm đẳng điện casein, sẽ làm tăng lực hút tĩnh điện của giữa các phân tử với nhau. Khi đó, casein sẽ chuyển sang trạng thái không tan và sẽ xuất hiện các khối đông tụ trong sữa. Đông tụ: Vi khuẩn có mặt trong sữa sẽ biến đường lactose thành axit lactic, axit lactic sinh ra sẽ làm giảm pH. Khi điểm đẳng điện của casein ở điểm tương ứng pH4,6 sẽ xảy ra quá trình kết tụ để tạo gel có tính thấm, độ đàn hồi… Các yếu tố ảnh hưởng: Giống vi sinh vật. Số lượng vi sinh vật. Nhiệt độ. Thời gian. Phương pháp thực hiện: Sát trùng ca inox, muỗng, kéo bằng cách đốt với cồn. Dùng kéo đã sát trùng cắt 2 bịch sữa tươi tiệt trùng không đường và 2 gói men cho vào ca inox, dùng muỗng khuấy cho tan đều trong sữa. Đổ men vào bồn, bật khuấy 15 phút để đảo trộn đồng đều dung dịch, sau đó tắt khuấy. Bắt đầu quá trình ủ. Thời gian ủ tính từ lúc tắt khuấy. Thời gian lên men: 4 - 6 giờ. Nhiệt độ lên men:430C. pH = 4,5. Khi pH đạt 4,5 thì mở khuấy, mở lạnh. Làm lạnh xuống <50C nhằm mục đích ức chế sự phát triển của vsv. Sau đó dừng quá trình lên men và duy trì mức pH không bị giảm thêm. Bộ phận QA lấy mẫu kiểm tra vi sinh, nếu đạt thì dịch men được trữ trong bồn ở 40C , chờ đưa vào sản xuất… Tiêu chuẩn đánh giá: Toång soá VSV hieáu khí, soá khuaån laïc trong 1g saûn phaåm : 104 Nhoùm Coliform, soá vi khuaån trong 1g saûn phaåm : 10 Staphylococcus aureus, soá vi khuaån trong 1g saûn phaåm : 0 E. Coli, soá vi khuaån trong 1g saûn phaåm : 0 Salmonella, soá vi khuaån trong 25g saûn phaåm : 0 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm : 10 Thiết bị: thùng lên men chuyên dụng (Incubation Tank). Hình 3.6.Thùng lên men. Nguyên tắc hoạt động: quá trình lên men luôn được kiểm soát chặt chẽ bằng cách theo dõi liên tục trong quá trình lên men thông qua 2 thông số quan trọng là nhiệt độ lên men và độ chua (độ sệt) của sữa. Chất tải nhiệt thường dùng là hơi nước bão hòa. Bên trong thùng có cánh khuấy, ngoài ra còn có các thiết bị theo dõi và điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trong suốt quá trình lên men luôn ổn định ở mức 430C. Hai yêu cầu quan trọng của thùng lên men trong công nghệ sản xuất sữa chua là: thùng phải kín, đảm bảo lên men trong điều kiện yếm khí. Đồng thời phải có hệ thống điều khiển nhiệt độ thích hợp để giữ nhiệt độ lên men là 430C. 3.2.2.Sản xuất dịch sữa chua: 3.2.2.1.Trộn tuần hoàn: Nguyên liệu sản xuất dịch gồm: nước chế biến + sữa tươi + bột sữa gầy + đường tinh luyện + bơ + chất ổn định. Phương pháp thực hiện: trộn tuần hoàn trong bồn trộn. Quy trình: Sữa tươi ( 2 - 30C ) trộn tuần hoàn gia nhiệt (5 - 10phút). sữa ( 500C ) trộn bột gầy + bột whey dịch trộn 600C trộn đường + chất ổn định + chất béo trộn tuần hoàn 15phút lưu ở bồn trung gian 10phút. 3.2.2.2. Lọc: Mục đích: loại bỏ những cặn bã hay tạp chất có trong nguyên liệu. Phương pháp thực hiện: lọc cơ học. Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc <300µm. Sau khi loại bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua bồn cân bằng để ổn định dòng trước khi qua vỉ trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa. Thiết bị: thiết bị lọc dạng túi tháo rời. Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc 250µm. Sau khi loại bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua bồn cân bằng để ổn định dòng trước khi qua vỉ trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa. Quy trình công nghệ: Dịch sau trộn lưới lọc dịch sữa đã được tách cặn bồn cân bằng. Hình 3.7. Thiết bị lọc túi tháo rời. 3.2.2.3. Đồng hóa: Mục đích: đồng hóa là quá trình xử lý cơ học, dùng lực tác dụng lên các hạt béo. Phương pháp thực hiện: áp suất cao. Thiết bị: đồng hóa 2 cấp. Đồng hóa: P = 150 bar; to = 60 - 700C. 3.2.2.4.Thanh trùng: Mục đích: thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh nhằm tạo môi trường tốt nhất cho quá trình ủ men. Phương pháp thực hiện: xử lý nhiệt bằng hệ thống UHT, trao đổi nhiệt gián tiếp qua đĩa. Thiết bị: vỉ trao đổi nhiệt PHE (Plate Heat Exchanger). Chế độ 950C /5phút. 3.2.2.5. Làm nguội: Mục đích: là giai đoạn chuẩn bị cuối cùng để đưa sữa vào giai đoạn lên men, tạo điều kiện môi trường (nhiệt độ) tốt thích hợp cho quá trình phát triển của giống vi sinh vật. Các biến đổi chính: chủ yếu xảy ra biến đổi vật lý: nhiệt độ của khối sữa giảm từ từ đến nhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men. Thiết bị: vỉ trao đổi nhiệt. Nhiệt độ: 42 - 460C. Quy trình: sữa được làm nguội bằng vỉ làm nguội giống như giai đoạn thanh trùng. 3.2.2.6. Lên men: Mục đích: là quá trình tạo hương vị và cấu trúc cho sản phẩm sữa lên men. Các biến đổi chính: Chuyển đường đa thành đường đơn. Tạo thành acid lactic, giảm pH của dịch sữa, kéo theo sự đông tụ của casein trong sữa. Chuyển hóa một phần casein thành peptone, acid amin. Sản sinh ra những chất tạo hương, là sản phẩm phụ của quá trình lên men, góp phần đáng kể tạo nên chất lượng cho sản phẩm sau cùng. Các yếu tố ảnh hưởng: Giống vi sinh vật. Số lượng vi sinh vật. Nhiệt độ lên men. Thời gian lên men. Các yếu tố ngoại cảnh . Phương pháp thực hiện: Dịch sau chuẩn hóa được chứa trong bồn ủ. Men cái được bơm từ bồn men cái sang bồn ủ. Hàm lượng men cái: 90-100kg/bồn ủ 4000 lít . Sau khi bơm men cái vào thì bật cánh khuấy 15 phút, sau đó tắt cánh khuấy, bắt đầu lên men, khi pH đạt, mở khuấy, mở lạnh kết thúc lên men. Sữa chua trắng: pH = 4,6. Sữa chua trái cây: pH = 4,5. 3.2.2.7. Làm lạnh: Mục đích: kết thúc quá trình lên men khi khối sữa lên men đã đạt yêu cầu . Nếu không làm lạnh, độ chua sẽ tăng lên và nước sữa sẽ bị tách ra. Các biến đổi chính: Vật lý: nhiệt độ khối đông tụ giảm làm trạng thái khối đông tụ có thể rắn hơn. Sinh học: ức chế hoạt động của các vi khuẩn do nhiệt độ giảm. Yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ. Phương pháp thực hiện: giảm nhiệt độ lên men của sữa lên men từ 430C xuống 150C. Làm lạnh bằng hệ thống làm lạnh có sẵn trong bồn. 3.2.2.8. Phối trộn: Nguyên liệu phối trộn: trái cây, chất tạo hương, chất ổn định (gọi là các phụ gia). Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, nâng cao giá trị cho sản phẩm. Các biến đổi chính: trong quá trình này các biến đổi hóa lý, biến đổi cảm quan chiếm ưu thế: trạng thái sữa sền sệt, tạo hương và vị trái cây đặc trưng, tăng giá trị cảm quan cho yaourt. Thiết bị: thiết bị phối trộn cấu tạo khá đơn giản:khối bao bên ngoài có hình trụ như ống (pipe), trong có cơ cấu hướng dòng đặc biệt có tác dụng hòa trộn phần phụ gia vào sữa lên men, để tạo thành hỗn hợp có trạng thái ổn định. Quy trình: Các phụ gia vô trùng chứa trong tank Sữa lên men phối trộn đóng gói. Hình 3.8. Thiết bị phối trộn. 3.2.2.9. Đóng gói: Mục đích: bảo quản, hoàn thiện sản phẩm, tăng giá trị cho sản phẩm, tạo mẫu mã bắt mắt. Quá trình bao gói được thực hiện trong phòng vô trùng với bao bì đã được chuẩn bị và vô trùng từ trước. Thiết bị: Vì quá trình được thực hiện trong phòng vô trùng nên đòi hỏi mức độ tự động hóa cao. Sữa chua theo đường ống dẫn đi vào thiết bị , được tự động nạp đầy vào bao gói đã chuẩn bị từ trước theo lượng đã định sẵn từ trước. Sản phẩm sữa chua dạng paste thường được đựng trong hộp mỏng bằng plastic, trắng nhưng không cho ánh sáng chiếu qua, ở phần nắp có tráng bạc, tránh quá trình oxi hóa sản phẩm trong quá trình bảo quản. Hình 3.9. Thiết bị đóng gói. 3.2.2.10. Bảo quản: Mục đích: Ức chế hoạt động của vi khuẩn lactic làm tăng độ chua của sản phẩm Việc đảm bảo chất lượng của sữa chua là rất quan trọng . Vì trong sữa chua vẫn còn tồn tại những vi khuẩn lactic và có thể tiếp tục hoạt động, làm giảm độ ngọt, tăng độ chua…gây ảnh hưởng lên hương vị của sản phẩm. Do đó, việc bảo quản lạnh sản phẩm trong khi chờ tiêu thụ hoặc đang khi tiêu thụ là hết sức cần thiết, làm ức chế hoạt động của nhóm vi khuẩn sinh lactic tồn tại trong sản phẩm sau lên men. Thiết bị bảo quản: Kho lạnh. Nhiệt độ kho: <80C. Thời gian bảo quản 45 ngày tính từ ngày sản xuất. 3.3. Chỉ tiêu chất lượng của yaourt: 3.3.1. Chỉ tiêu hóa lý: Hàm lượng chất khô không chứa chất béo: ≥ 8.2 (% khối lượng). Hàm lượng chất béo : > 2.0 (% khối lượng). Độ acid: 75 - 1400T. Hàm lượng kim loại nặng: Tên chỉ tiêu Mức tối đa 1. Asen (mg/l) 0.5 2. Chì (mg/l) 0.5 3. Cd (mg/l) 1.0 4. Thủy ngân 0.05 3.3.2. Chỉ tiêu vi sinh vật : Đối với các sản phẩm sữa chua không qua xử lý nhiệt: Tên chỉ tiêu Mức cho phép 1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm. 104 2. Nhóm Coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm. 10 3. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm. 0 4. E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm. 0 5. Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm. 0 6. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm. 10 3.3.3. Chỉ tiêu cảm quan: Trạng thái: yaourt là một khối đồng nhất, mịn, đặc sệt, không vón cục, không tách lớp. Mùi: yaourt có mùi thơm đặc trưng, có hương thơm của các hợp chất hữu cơ như acid lactic, diacetyl và acid acetic (là các sản phẩm được sinh ra trong quá trình lên men), có hương thơm của trái cây bổ sung. Vị: yaourt lên men có vị chua nhẹ của acid lactic, có vị ngọt nhẹ của đường và vị hơi béo của chất béo sữa (đối với sữa chua không tách béo). Ngoài ra, còn có vị đặc trưng của từng loại sản phẩm tuỳ thuộc phụ gia phối trộn vào. Màu sắc: màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ sung. 3.4. Phương pháp về nhân giống và giữ giống vi khuẩn Lactic: 3.4.1. Nhân giống: Dụng cụ: ống thạch nghiêng. Môi trường: sữa gầy hoàn nguyên, hàm lượng chất rắn khác béo 10-12g / 100g, tiệt trùng ở 121oC, 15 phút. Tỷ lệ cấy giống 2% 43oC trong 3-4 giờ (đạt 0.85g lactic acid/100g). 3.4.2. Giữ giống: Làm lạnh nhanh về 5oC. 3.5. Các phương pháp kiểm tra sản phẩm: Phương pháp xác định chỉ số không hòa tan. Phương pháp xác định tổng chất khô. Phương pháp xác định hàm lượng béo. Phương pháp xác định tỷ trọng sữa (PP Gay Lussac). Phương pháp xác định hàm lượng acid Phương pháp kiểm tra qui cách bao gói sữa chua ( kiểm tra bao bì sữa chua trong quá trình sản xuất bằng trực quan). Phương pháp cảm quan. Yêu cầu tổng quát kiểm nghiệm vi sinh trong sữa chua Phương pháp xác định tổng số vi trùng. Phương pháp xác định hàm lượng Coliform Phương pháp xác định hàm lượng E.Coli Phương pháp 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 bao bì sản phẩm). Phương pháp 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). Phương pháp xác định độ cặn dơ của sữa chua (độ sạch của sản phẩm). 3.5.1. Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp ly tâm: Đặt mỡ kế trên giá, rót định lượng vào mỡ kế 10ml axit sunfuric có tỷ trọng 1.81 – 1.82. Lấy tiếp vào mỡ kế 10.77ml sữa và 1ml rượu isoamilic. Đậy chặt bằng nút cao su, quấn vải xung quanh mỡ kế, lắc từ từ cho đến khi trong mỡ kế chuyển thành màu đen, đặt mỡ kế vào nồi cách thủy nhiệt độ nước 70oC, thời gian 5 phút. Lấy mỡ kế ra nút chặt lại, đặt vào máy ly tâm 1000 vòng/phút trong 5 phút. Sau đó, lấy mỡ kế ra đặt vào nồi cách thủy, nhiệt độ nước và thời gian như lần đầu. Chú ý để đầu nút cao su xuống phía dưới. Lấy mỡ kế ra và điều chỉnh cho chất béo ở vị trí số 0 hoặc số 1 để đọc (dùng nút cao su để điều chỉnh). Chỉ số đọc được trên mỡ kế chính là hàm lượng phần trăm chất béo của sữa. * Bản chất phương pháp: Trong sữa chất béo ở dạng hình cầu, phía ngoài các cầu mỡ có màng bao bọc, muốn phá vỡ màng cầu mỡ phải dùng axit đậm đặc (H2SO4) để chuyển canxi caseinat thành hợp chất casein – axit sunfuric. NH2-R(COO)6Ca3 + 3H2SO4 ­> HN2-R(COOH)6 + 3CaSO4. NH2-R(COO)6 + H2SO4 ­> H2SO4-NH2 + R(COOH)6. Cho rượu isoamilic vào để tạo thành 1 este tách hoàn toàn chất béo. H2SO4 + C5H11OH = (C5H11O)2SO2 + 2H2O Hình 3.10 Mỡ kế. a. Mỡ kế b. Thang chia độ trên mỡ kế 3.6. Các sự cố thường gặp và cách khắc phục trong sản xuất yaourt: Công đoạn Sự cố Nguyên nhân Khắc phục Nguyên liệu Sữa tươi nguyên liệu do nông dân mang đến nhà máy có các chỉ tiêu về độ khô, hàm lượng béo không đạt. Do bò ăn thiếu chất dinh dưỡng. Trong quy trình chế biến, cân bằng các hàm lượng bằng cách thêm bột sữa gầy hay sữa đặc… Sữa tươi sau một thời gian thì bị tách béo. Do áp suất đồng hóa không đạt. Kiểm tra áp suất tại thiết bị đồng hóa đến đạt. Sữa tươi sau khi đi qua máy thanh trùng thì bị cháy khét. Do sữa ở trong máy quá lâu hoặc nhiệt độ thanh trùng vượt mức cho phép. Điều chỉnh nhiệt độ và lưu lương dòng sữa đi qua. Lên men Quá trình lên men diễn ra chậm. Giống yếu. Giống kém thuần. Kiểm tra lại chất lượng đầu vào của giống. Nhiệt độ bồn lên men quá thấp. Điều chỉnh bồn lên men về nhiệt độ 430C. Quá trình lên men diễn ra mãnh liệt. Nhiệt độ bồn lên men cao. Kiểm tra và điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp. Khâu đóng gói Mép của nắp hộp không kín. Bề mặt nắp bị nhăn nhúm, biến dạng Nhiệt độ ép nắp không đạt ( quá cao hay quá thấp ). Tùy trường hợp điều chỉnh nhiệt độ ép cho thích hợp. Sản phẩm Sữa chua không mịn, bị tách lớp. Do áp suất tại thiết bị đồng hóa thấp. Điều chỉnh áp súât ở thiết bị đồng hóa đến đạt. pH sữa chua giảm nhanh ở khâu chiết rót, đóng gói. Do nhiệt độ sữa chua thành phẩm ở bồn chiết rót cao. Kiểm tra và điều chỉnh nhiệt độ của bồn chiết rót về 14 - 200C. Chương 4:Kết luận và kiến nghị 4.1. Kết luận: Qua quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, thu thập tài liệu để giải quyết và tổng hợp các vấn đề đặt ra của đề tài, chúng tôi rút ra kết luận như sau: Quá trình lên men tốt và sản phẩm đạt chất lượng cao thì sản phẩm phải đạt pH = 4,6. Trong suốt quá trình cần giữ nhiệt độ ổn định, nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men: 43 - 45oC. Chất lượng của giống vi khuẩn Lactic lên men yaourt phải có độ thuần chủng cao, hoạt tính cao. Thời gian bảo quản thích hợp nhất để sản phẩm vẫn giữ được chất lượng ổn định là 45 ngày ở 2 – 5oC. Đảm bảo nồng độ chất khô ban đầu của dịch sữa lên men. 4.2. Kiến nghị: Yaourt là sản phẩm tuy đã có từ rất lâu đời nhưng trên thị trường Việt Nam, đối với một số người thì vẫn còn mới lạ. Ngoài việc sử dụng thông thường, yaourt còn được quan tâm như một loại dược phẩm chữa bệnh và rất có lợi cho sức khỏe. Yaourt chứa các tố chất cần thiết cho cơ thể. Nó thích hợp cho mọi lứa tuổi, đặc biệt là trẻ em, người bệnh và người già. Để góp phần nâng cao giá trị và và đa dạng hóa sản phẩm, tạo điều kiện cho Yaourt ngày càng quen thuộc và gần gũi với người tiêu dùng Việt Nam, sản phẩm cần được nghiên cứu tiếp những vấn đề sau đây: Bổ sung các loại dịch quả, thạch trái cây… để đa dạng hóa sản phẩm. Nghiên cứu biện pháp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.