Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua đặc từ sữa tươi nguyên Cream, năng suất 5 tấn sản phẩmca

Chương 1 MỞ ĐẦU
Sữa là một sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao. Trong sữa có
đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ dàng cho cơ thể hấp thu, đặc biệt là có đầy
đủ 8 loại acid amin cần thiết cho cơ thể, có tất cả các loại vitamin chủ yếu:A, D, E, K,
B
1
, B
2
, B
6
,B
12
, C PP,…; các enzyme, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế.
Chính vì những lợi ích sữa mang lại mà việc phát triển chế biến sữa và các sản phẩm
từ sữa là rất quan trọng. Đi từ nguyên liệu sữa tươi có nhiều sản phẩm khác nhau có
giá trị cao như: sữa tươi thanh trùng, tiệt trùng, sữa lên men (sữa chua, Yorghurt,
phomai,…). Trong đó, sản phẩm sữa lên men cũng là một trong những sản phẩm
được ưa chuộng, sử dụng rộng rãi trên thế giới. Ngoài giá trị dinh dưỡng cao, sản
phẩm sữa lên men còn giúp giải quyết một số bệnh về đường tiêu hóa, giải độc,…
Ở nước ta, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, người tiêu dùng đã quan tâm
nhiều hơn đến sức khỏe và sử dụng nhiều hơn các sản phẩm sữa. Tuy nhiên mức tiêu
thụ bình quân của người Việt Nam hiện nay là 14lit/người/năm, vẫn còn thấp so với
các nước Thái Lan (23lit/người/năm), Trung Quốc (25lit/người/năm). Tuy vậy Việt
Nam có cơ cấu dân số trẻ và mức tăng dân số trên 1%/năm, thu nhập bình quân đầu
người tăng trên 6%/năm, cùng một số điều kiện thuận lợi về địa lí, khí hậu,…là điều
kiện thuận lợi để thị trường sữa nói chung tăng trưởng và phát triển ổn định. Cùng
với chiến lược phát triển đàn bò khai thác nguyên liệu, một số nhà máy sữa đang
được triển khai xây dựng mới và mở rộng các nhà máy đang hiện hành với công nghệ
và trang thiết bị hiện đại. Đây chính là triển vọng lớn của ngành công nghiệp sữa
chúng ta.
Để xây dựng một nhà máy sữa có thể có một hoặc nhiều sản phẩm khác nhau

chúng ta cần nghiên cứu, tính toán nhiều điều kiện hợp lí. Sau đây là một thiết kế của
em về đề tài: “THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẶC TỪ SỮA
TƯƠI NGUYÊN CREAM, NĂNG SUẤT 5TẤN SẢN PHẨM/CA ”
1
Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1. Thành phần hoá học của sữa tươi [2], [3]
Sữa bao gồm hai thành phần chính là chất khô và nước.
2.1.1. Nước
Nước tồn tại trong sữa ở hai dạng nước tự do và nước lên kết trong đó nước tự
do chiếm 96÷97% tổng lượng nước.
+ Nước tự do phân bố tương đối đồng đều trong sản phẩm và có thể bốc hơi
trong quá trình cô đặc sấy đây là cơ sở để sản xuất ra các loại sản phẩm từ sữa khác
nhau như sữa cô đặc, sữa bột phomat
+ Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3÷4%, hàm lượng nước liên kết phụ
thuộc vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic, polysacarit.
Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như:-NH
2
, -COOH, -OH, =NH, -CO.
2.1.2. Chất khô
Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần còn lại của sữa trừ nước.
Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loại
vitamin, acid, enzym
2.1.2.1 Lipit
Lipit của sữa bao gồm các chất béo, các phosphatid, glicolipid, steroid,…
Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất
béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A,D,E). Ðối với các sản
phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.
* Phân loại: Chất béo trong sữa gồm hai 2 loại: đơn giản và phức tạp
+ Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35÷45 g/l gồm acid béo no và không no
như: acid oleic, acid palmitic, acid stearic.

+ Chất béo phức tạp: Thường chứa một ít P, N, S trong phân tử, các chất béo
phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lecitin và cephalin.
2
* Đặc tính hoá lí của chất béo:
+ Mật độ quang ở15
0
C : 0,91÷ 0,95
0
C
+ Nhiệt độ nóng chảy : 31÷36
0
C
+ Nhiệt độ đông đặc : 25÷30
0
C
+ Chỉ số iod : 25÷45
+ Chỉ số xà phòng hoá : 218÷235
+ Chỉ số acid bay hơi không hoà tan : 1,5÷3
+ Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462
* Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình
cầu hoặc ôvan có đường kính 2÷10 µm.
+Cấu trúc tiểu cầu béo: không đồng nhất, nhân là triglyxerit có điểm nóng
chảy thấp giàu acid oleic và luôn ở dạng lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường.
Phần ngoại vi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iot rất thấp (5-6) nhưng
có điểm nóng chảy cao có thể đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường . Vỏ bọc tiểu cầu
béo là một màng protit có cấu tạo phức tạp gồm 2 phần : phần có thể hòa tan được và
phần không thể hoà tan được trong nước. Bề mặt bên trong của màng có liên quan
mật thiết với một lớp phụ có bản chất phospholipit có thành phần chủ yếu là lecitin và
cephalin. Màng tiểu cầu béo còn chứa nhiều chất khác như sắt, đồng (các chất xúc tác
sinh học), các enzym nhất là enzym phosphataza mang tính kiềm tập trung trong phần

protit và enzym reductaza có trong phần không hoà tan được.
- Trong quá trình làm lạnh các tryglyxerit ngoại vi bắt đầu kết tinh từ 6-7
0
C
gây ra sự co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu béo bị
phá vỡ và có thể bị kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo. Ở
nhiệt độ lạnh tất cả các chất béo hầu hết được tập trung ở bề mặt và thành từng khối.
- Khi đun nóng sữa trên 65
0
C protein của màng bị biến tính và tất cả các
glyxerit đều trở thành dạng lỏng. Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện màng
cream đồng thời gây ra sự kết dính ở bề mặt của các cầu béo.Do vậy, có thể nói màng
có tính chất bảo vệ chất béo khỏi những biến đổi.
3
2.1.2.2 Protein:
Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin
đặc biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa tính
theo % chất khô như sau:
Alanin : 3% Prolin :11,3% Phenylamin :5%
Valin :7,2% Cystin và cystein : 0,34%Methionin :2,8%
Lơxin :9,2% Serin :6,3% Treonin :4,9%
Izolơxin :6,1% Tryptophan : 1,7% Arginin :4,1%
Histidin :3,1% lysin :8,2% Acid aspartic :7,1%
Acid glutamic :22,4% Tyrosin :6,3%
* Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm:
- Cazein toàn phần chứa : 26 ÷ 29 g/l
- Lactoglobulin : 26 ÷ 29 g/l
- Lactalbumin: 2,4 ÷ 4 g/l
- Imunoglobulin: 0,8 ÷ 1,5g/l
- Và một số thành phần khác

Trong các thành phần trên, casein được coi là thành phần quan trọng nhất của
sữa.
Về mặt cấu trúc, casein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷ 200µm
và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như
keo có màu trắng hoặc kết tủa casein dưới dạng hạt micell lớn nhờ quá trình axit hoá
sữa đến pH đẳng điện (pH=4,6).
Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần casein là sự không
đồng nhất của các thành phần casein, vì trong casein có α, β, λ casein .α-casein
chiếm 60% casein toàn phần, β-casein chiếm 30% casein toàn phần, λ-casein chiếm
4-10% casein toàn phần. Khi nhiệt độ vượt quá 75-80
0
C có sự biến tính của canxi
phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành canxi triphosphat
không hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các micell phosphocasein và các muối
4
khoáng hoà tan.
* Khả năng đông tụ của casein : [3, tr16 ]
Sữa tươi luôn có độ pH xấp xỉ 6,6 – 6,7 và các micell casein có điện tích âm.
Vì tất cả các micell đều có điện tích âm nên chúng đẩy nhau => micell casein tồn tại
dưới dạng keo. Các phân tử nước cũng liên kết với các điện tích của casein và góp
phần duy trì các micell trong dung dịch.
Khi giảm pH (do quả trình lên men tạo ra acid hoặc do con người chủ động
thêm vào), các ion H
+
của acid sẽ liên kết với các điện tích của casein mang điện tích
âm và làm giảm điện tích của micell casein. Khi tới giới hạn các micell casein sẽ
đông tụ (tạo thành gel).
Theo lí thuyết điểm đẳng điện pI của casein là 5,1 – 5,3. Trong dung dịch muối
như điều kiện của sữa, casein đông tụ tốt nhất ở pH 4,5 – 4,7. Khi cho acid dư (hoặc
khi quá trình lên men quá dài, sữa có độ chua cao) vào casein đông tụ, casein sẽ bị tái

hòa tan, tạo thành muối và acid.
Bên cạnh khả năng đông tụ bởi acid như đã trình bày ở trên, casein còn bị đông
tụ bởi renin (renin là một proteaza được chiết xuất từ dạ dày bê).
Qúa trình đông tụ casein boier renin thực chất là quá trình thủy phân hạn chế
casein k, vỏ háo nước bị phá hủy và do đó các ion canxi dễ dàng tiếp cận với các
casein α, β và paracasein k làm cho chúng tạo gel. Renin thủy phân liên kết peptit
giữa Phe – Met (ở vị trí 105 – 106) của casein k để tạo ra caseinopeptid (106 – 169)
hòa tan và paracasein k (1 – 105) không hòa tan. Phản ứng này không phụ thuộc vào
ion Ca
2+
.
Sự đông tụ tạo ra là do loại bỏ một phần caseino - glycopeptid, làm giảm sự tích điện
bề mặt của micell tức là làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các mixen. Bề mặt của các
micell trở nên ưa béo và do đó các micell liên hợp một cách dễ dàng.
Có thể nói tác động của renin đối với casein gồm 3 bước : Bước 1 – cắt liên kết
Phe 105 và Met 106 trong phân tử casein k ; Bước 2 – tạo thành tập hợp (đông tụ) ;
5
Bước 3 – Tác động của renin đối với các cấu tử casein xảy ra khi ngâm chín phomat.
Tốc độ của 3 bước này phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và pH.
2.1.2.3. Ðường:
Ðường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/lit
sữa tồn tại ở hai dạng α -lactoza và β- lactoza. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ thì có
sự chuyển hoá từ dạng này sang dạng kia và ngược lại.
Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng
kém hơn. Ðộ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau (g/100gH2O):
Nhiệt độ
α-lactoza β-lactoza
0
25
39

100
5
8,6
12,6
70
45,1
45,1
45,1
94,7
Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100
0
C thì không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi
lớn hơn 100
0
C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự
xuất hiện các Melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza. Trên 150
0
C
người ta nhận thấy được màu vàng và ở 170
0
C thì có màu nâu đậm hình thành bởi
quá trình caramen hoá.
Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo
thành các sản phẩm khác nhau có lợi. Một trong những biến đổi thường gặp và quan
trọng nhất là sự tạo thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic đây chính là cơ
sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men:
C
12
H
22

0
11
.H
2
0 → 4CH
3
-(CH
2
)
2
-COOH
2.1.2.4. Các muối khoáng:
Do trong sữa có mặt có các cation K
+
, Na
+
, Mg
2+
, Ca
2+
và các anion của các
acid phosphoric, limonic, clohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau.
Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat.
Trong tất cả muối trên muối Canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặc
biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở
6
VK lactic
dạng cơ thể dễ hấp thụ.
Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca
2+

của các muối hoà tan được phân
ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa.
Sự tăng lên của Ca
2+
làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc dưới
tác dụng của các men dịch vị. Muối canxi có ý nghĩa lớn đối với con người, đặc biệt
là trẻ em. Muối canxi có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa. Khi sữa
có hàm lượng canxi thấp, sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông tụ rất chậm. Ngược lại,
nếu sữa có hàm lượng canxi cao thì sẽ bị đông tụ bởi renin nhanh hơn nhưng quện
sữa (gel đông tụ) lại không mịn. Trong sữa canxi nằm trong các hợp chất canxi
caseinat, canxi phosphat, canxi limonat
Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%). Tỷ
lệ K / Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ. Muối kali và natri có tác dụng
giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình
thường.
Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng
giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa.
Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất
thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. Trong thành phần chủng vi sinh
vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm. Các vi khuẩn
này, trong quá trình hoạt động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic để tạo thành các
diaxetyl, acetoin, các acid bay hơi
Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa. Các muối hòa tan của
acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan
2.1.2.5. Acid hữu cơ:
Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như : acid citric, lactic, acetic Trong đó,
acid citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho các sản
phẩm bơ nhờ vào quá trình sau:

7

Acid citric diaxetyl acetoin 2,3 butylen glycol
2.1.2.6. Các chất xúc tác sinh học:
* Vitamin :
Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàm
lượng không lớn lắm.
Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà tan
của chúng trong nước hay chất béo.
+ Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong
thành phần của mỡ sữa.
+ Nhóm vitamin hoà tan trong nước : B, C, PP.
* Các enzym:
Các enzym tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và
các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzym trong sữa được chia làm hai
nhóm chính.
+ Nhóm enzym thuỷ phân : gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza,
amylaza. Trong đó, vai trò của các enzym lipaza có tính quyết định đến quá trình chế
biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo và
glyxerin có pH = 9,4.
+ Nhóm enzym oxy hoá : gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các
enzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
2.1.2.7. Các vi sinh vật có trong sữa
Gồm : Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
+ Nấm men : Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9µm. Phần
đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi.
+ Nấm mốc : Chủ yếu là Muco va Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomát dạng nhão. Ngoài ra
còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia.
Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của
8
môi trường nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong

sữa tạo acid lactic
+ Vi khuẩn : Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không
vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa : Coccus, Bacterium, Clostridium,
Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin quan trọng nhất là vi khuẩn lactic
với các đặc tính chủ yếu sau:
- Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện.
- Không sản sinh ra enzym catalaza và vậy chúng không phân hủy nước
oxy già.
- Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.
- Ít hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong
phomat các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần
casein.
- Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
* Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:
- Streptococcus Thermophillus, được coi là tác nhân của sự hình thành axit và
quá trình chín của phomát.
- Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus
cremoris và Streptococcus lactic,là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài của
chúng sản sinh ra các kháng sinh. Clostridium tác nhân của sự phồng lên của phomat
- Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình , lên men
các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp chất tạo
nên hương thơm tự nhiên của bơ.
+ Vi sinh vật gây bệnh:
Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng
samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial. . .
* Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường
+Ở 60
0
C và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị
9

tiêu diệt. Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực
khuẩn ) vẫn tồn tại. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của
chúng chỉ có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100
0
C rất
nhiều.
2.2. Các tính chất của sữa [2], [3]
2.2.1. Tính chất vật lý
- Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt hơn hai lần so với nước, có
vị ngọt nhẹ và có mùi không rõ nét.
- Tỉ trọng của sữa dao động trong khoảng 1,026 ÷ 1,032 g/cm
3
(trung bình là
1,029 ) và phụ thuộc vào thành phần của sữa. Một số thành phần của sữa có tỷ trọng
như sau:
2.1. Bảng áp suất thẩm thấu của một số thành phần của sữa [3, tr30]
Thành phần Khối lượng
phân tử
Hàm
lượng
%
Áp suất
thẩm thấu
(at)
Phần trăm so
với tổng số áp
suất
Lactoza 342 4,7 3,03 46
Natri Clorua 58,5 0,1 1,33 19
Các muối

khác
- - 2,42 35
Tổng số 6,78 1000
10
Nhiệt độ đóng băng của sữa là - 0,555
0
C. Khi độ chua của sữa tăng thì sẽ làm
giảm nhiệt độ đóng băng tăng lượng phân tử tạo thành khi phân giải lactoza.
- Sức căng bề mặt của sữa không ổn định. Nó phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố
mà trước hết là thành phần hoá học, nhiệt độ và thời gian bảo quản.
- Độ dẫn điện của sữa là 46 x 10
-4
Ω. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như thời gian có thai, giống gia súc, bệnh tật.
- Nhiệt dung riêng của sữa: 0,933 ÷ 0,954 (cal/g.
0
C).
- Độ dẫn nhiệt của sữa phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hoá học, cấu
trúc sản phẩm và nhiệt độ. Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt
chậm hơn.
2.2.2. Tính chất hóa học
a) Sữa là hệ phân tán cao
Các thành phần của sữa tuy có tính chất khác nhau nhưng khi hoà tan vào môi
trường được thể đồng nhất phân tán cao. Lactoza và glucoza tan trong nước ở dạng
phân tử còn muối của axit hữu cơ, vô cơ tồn tại ở dạng ion. Protein dạng keo, chất
béo sữa dạng hạt phân tán cao.
b) Độ chua của sữa
Có nhiều đơn vị để biểu diễn độ chua của sữa như độ Soxhlet Henkel (
0
SH), độ

Thorner (
0
T), độ Donic (
0
D).
Thông thường độ chua được định nghĩa là số ml dung dịch NaOH 0,1N đã
dùng để trung hoà axit tự do có trong 100ml sữa. Sữa bò thông thường có độ chua
trung bình là 16 ÷ 18
0
T.
Bảng 2.2 Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa sữa [3, tr36]
0
SH
0
Th
0
D
0
SH
1 2,50 2,25
0
Th
0,40 1 0,90
0
D
4/9 10/9 1
c) Tính chất oxy hóa khử của sữa
11
Do trong sữa chứa nhiều chất có khả năng khử hay oxi hóa như: acid ascorbic,
tocopherol, riboflavin, systin, men…làm cho sữa cũng có tính chất đó.

d) Tính chất keo của sữa
Sữa là một dung dịch keo có ba pha tồn tại đồng thời:
- Dung dịch thực: thành phần gồm nước và các chất hoà tan như lactoza,
muối khoáng và vitamin hoà tan trong nước.
Lactoza hoà tan trong nước của sữa và tạo thành dung dịch phân tử. Các muối
hoà tan của sữa mang tính chất là những dung dịch đệm. Nhờ đó mà sữa tươi luôn có
pH = 6,7. Các muối kém hoà tan như canxi phosphat, tribasic tồn tại ở dạng keo.
- Dung dịch huyền phù: chủ yếu là protein và các chất liên kết khác như
lipoprotein. Các protein trong sữa ở dạng phân tử lớn có kích thước từ 15 ÷
200 nm.
- Dung dịch nhũ tương: chủ yếu là chất béo dưới dạng các cầu mỡ. Nhũ
tương chất béo của sữa khá bền vững.
e) Tính kháng khuẩn của sữa
Trong sữa tươi mới vắt ra, có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển,
thậm chí có thể giảm là do trong sữa có một số chất như lactoferin, lactoperoxydaza
lactin có khả năng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn.
2.3. Yêu cầu của sữa nguyên liệu [2], [3]
- Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh.
- Sữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh,
chất tẩy rửa.
- Sữa có thành phần tự nhiên.
- Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4÷6
0
C sau khi vắt.
2.4. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu [2], [3]
2.4.1. Chỉ tiêu cảm quan
- Màu sắc: sữa có màu đặc trưng từ trắng đục đến nhạt.
- Mùi vị: mùi vị thơm ngon, không có mùi vị lạ.
12
- Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp.

2.4.2. Chỉ tiêu hoá lí
- Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng.
- Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%.
- Tổng trọng lượng đo bằng lactometer không nhỏ hơn 1,029.
- Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%.
2.4.3. Chỉ tiêu vi sinh vật
- Tổng số tạp trùng không được quá 50000 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
- Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
- Không được có vi trùng gây bệnh.
2.5. Hệ vi sinh vật sữa
Vi sinh vật trong sữa bao gồm: nấm men, vi khuẩn và nấm mốc.
2.5.1. Vi khuẩn lactic
a) Đặc điểm chung
- Gram dương, không sinh nha bào, không di động, hình gậy, hình cầu.
- Vi khuẩn hiếu khí hoặc yếm khí tuỳ tiện.
- Không sinh catalaza và không phân huỷ H
2
O
2
.
- Không khử nitrat.
- Ít hoặc không phân giải protein trong sữa nhưng có khả năng phân giải
casein trong phomat.
- Lên men đường tạo thành axit và các sản phẩm phụ khác.
b) Phân loại
Vi khuẩn lactic bao gồm hai tộc: Streptococeae (hình cầu) và Lactobacillace
(hình gậy).
- Streptococeae gồm hai giống: Streptococcus và Leuconostoc.
- Lactobacillace chỉ gồm 1 giống là Lactobacillus.
Giống Streptococcus gồm những vi khuẩn lên men đồng hình, chia thành 4

nhóm:
13
+ Nhóm Lactic: gồm Streptococcus lactic, Streptococcus ceremoris.
Ngoài ra còn có Staphylococcus, Mycobacterium tuberculosis diaxetylactic (hình
thành phomat) và Streptococcus diaxetylactic (sản xuất bơ)
+ Nhóm sinh mủ: bao gồm những vi khuẩn gây bệnh đường dung huyết.
+ Nhóm Viridans: điển hình là Streptococcus thermophillus, tác nhân của việc
axit hoá và chín muồi của phomat đun chín và một phần của sữa chua.
Giống Leuconostoc: bao gồm những vi khuẩn lên men lactic dị hình, có hình
cầu, trong môi trường axit chúng trở nên dài và nhọn ra. Lên men đường tạo có giới
hạn lượng axit lactic. Trong sản xuất bơ, chúng tạo thành chất thơm như axetyl,
metyleacbinot hoặc axetonin. Loài điển hình là Lenconostoc citrovorum.
Giống Lactobacillus: axit hoá sữa chậm nhưng kết quả tạo được lượng
axit hơn hết thảy do khả năng chịu axit của chúng.
2.5.2. Nấm men và nấm mốc
- Nấm men: có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9µm.
Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi.
- Nấm mốc: chủ yếu là Mucor và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động khi sản xuất các sản phẩm như bơ, phomat. Ngoài ra còn có
Penicilium Aspergillus.
2.6. Các nguyên liệu khác
2.6.1. Chất phụ gia
Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua, tăng giá
trị cảm quan của sảm phẩm. Chất phụ gia đưa vào phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
- Không mang tính chất dinh dưỡng.
- Không độc hại đối với sức khỏe con người.
- Phải tuân theo những quy định của tổ chức y tế thế giới và Việt Nam.
- Trước khi sử dụng cần kiểm tra kỹ.
14
2.6.2. Men khô

Men khô được sử dụng lên men là vi khuẩn lactic gồm hai loại đặc trưng sau:
- Lactobacillus bulgaricus: vi khuẩn lactic lên men đồng hình, phát triển
tốt ở nhiệt độ 45÷50
0
C, trong môi trường có độ acid cao.
- Streptococcus thermophilus: phát triển tốt ở 37÷ 40
0
C. Đây là vi khuẩn
chịu nhiệt lên men đồng hình.
Hai loại vi khuẩn này thuộc loại lên men hiếu khí và chịu được môi trường có
độ acid thấp.
2.7. Giới thiệu sản phẩm
2.7.1. Sản phẩm sữa chua
Sữa chua là sản phẩm sữa lên men tương đối phổ biến ở Việt Nam, sữa chua
Dưới đây là hình ảnh của một số loại sữa chua trong thực tế
SỮA CHUA ĂN VINAMILK CÓ ĐƯỜNG
Với hương vị thơm béo từ sữa nguyên chất, Sữa chua ăn
Vinamilk Có Đường cung cấp cho bạn nguồn năng lượng
dồi dào khi mệt mỏi hay căng thẳng.
15
16
SỮA CHUA VINAMILK KHÔNG ĐƯỜNG
- Đối tượng: Dành cho người ăn kiêng , người bệnh tiểu
đường
- Lợi ích sản phẩm:
+ Ứng dụng từ công nghệ lên men hoàn toàn tự nhiên,
nên sản phẩm không có chất bảo quản, an toàn cho sức
khỏe. Hương vị thơm béo từ sữa nguyên chất và ít năng
lượng.
+ Sữa chua ăn Kefir đặc biệt thích hợp cho người ăn

kiêng, người bệnh tiêu đường.
- Hương vị : không có đường. Không chất bảo quản
- Bao bì: Hộp nhựa 100gr

SỮA CHUA ĂN VINAMILK NHA ĐAM
Sữa chua Vinamilk Nha Đam không chỉ là món ăn ngon
miệng mà còn vô cùng bổ dưỡng đối với làn da vì giàu
vitamin A và E giúp da mịn màng, đồng thời chứa selenium
giúp ngăn ngừa quá trình lão hóa của
Khám phá bí mật của làn da mịn màng trong từng muỗng
sữa chuavinamilk Nha Đam!


17
SỮA CHUA VINAMILK PROBI MỚI
Để có hệ miễn dịch khỏe mạnh, cần phải có sự cân bằng
hoàn hảo giữa những vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có hại
trong đường ruột. Trên thực tế, môi trường ô nhiễm, thực
phẩm kém chất lượng và căng thẳng trong cuộc sống luôn
đe dọa đến sự cân bằng này, tác động trực tiếp khiến vi
khuẩn có hại phát triển vượt trội so với vi khuẩn có lợi
trong hệ miễn dịch. Do đó để tăng cường hệ miễn dịch, cần
phải bổ sung vi khuẩn có lợi cho đường ruột.

Giới thiệu Sữa chua Vinamilk Probi mới được bổ sung
Probiotic giúp tăng cường khả năng miễn dịch, để cơ thể
luôn khỏe mạnh, không mắc phải những bệnh vặt thông
thường và luôn tràn đầy sức sống.
Men sống Probiotic trong Sữa chua Vinamilk Probi sẽ bổ
sung trực tiếp hàng tỉ những lợi khuẩn cho đường ruột, làm

ức chế những vi khuẩn có hại, giúp tăng cường khả năng
miễn dịch.
Sữa chua Vinamilk Probi mới – thực phẩm thiết yếu
giúp tăng cường miễn dịch mỗi ngày


SỮA CHUA ĂN VINAMILK DÂU
Hương vị thơm ngon của dâu tươi và mứt dâu trong Sữa
chua ăn Vinamilk Dâu sẽ đem đến cho bạn cảm giác ngon
miệng và một làn da tươi tắn mịn màng.

SỮA CHUA ĂN VINAMILK TRÁI CÂY
Sữa chua ăn Vinamilk Trái Cây có chứa mứt trái cây tổng
hợp cho bạn cảm giác tươi mát, sảng khoái như đang hòa
mình vào thiên nhiên.

18


SỮA CHUA ĂN VINAMILK KEFIR
Sữa chua không đường Vinamilk Kefir được làm từ loại
men đặc biệt Kefir giúp:
- Giảm Cholesterol, giảm stress.
- Kích thích hệ thống miễn dịch, ức chế vi khuẩn có hại.
- Rất thích hợp cho người bệnh tiểu đường.

SỮA CHUA SUSU CÓ ĐƯỜNG
Sữa chua ăn SuSu rất tốt cho bé vì có bổ sung chất xơ hòa tan
Prebiotic tạo nên môi trường tốt để các vi sinh có lợi trong
đường ruột phát triển, điều hòa tiêu hóa, tăng khả năng hấp
thụ canxi…
Với Sữa chua ăn SuSu, bé sẽ khỏe mạnh, vui vẻ mỗi ngày



19
Chương 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẶC
TỪ SỮA TƯƠI NGUYÊN CREAM
3.1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua đặc từ sữa tươi nguyên cream [2], [3]

Chất ổn định Đường RS

3-5% VK giống
3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
3.2.1. Sữa nguyên liệu
20
Sữa bột
Phối trộn, khuấy
T
o
= 40 – 65
o
C
Đồng hóa I (t
o
= 60 - 65

o
C,
p = 150 bar)
Lên men
t
o
= 42 - 45
o
C,
T = 3 -5giờ
pH = 3,9 - 4,2
Thanh trùng I (t
o
= 75
o
)
Lưu nhiệt I (t
o
= 75
o
C; T= 5p

)
Làm lạnh I (t
o
= 5
o
C

)

Ủ hoàn nguyên (t
o
= 5
o
C; T=
8-10h)
Làm lạnh nhanh
t
o
= 2 - 6
o
C
Chuẩn hóa
Bồn chờ rót
T
o
= 2-6
o
C
Bổ sung hương
Đồng hóa II (t
o
= 60-65
o
C; p=
200 bar)
Rót máy Bencopak
Thanh trùng II (t
o
= 95

o
C)
Lưu nhiệt II (t
o
= 95
o
C; T=5p)
Bảo quản t
o
= 2-3
o
C
Chất lượng nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng tốt
thì sản phẩm có chất lượng càng cao. Vì vậy, khi lấy sữa tươi để sản xuất phải bảo
đảm đạt yêu cầu về chất lượng. Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải là:
+ Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh.
+ Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy
rửa.
+ Sữa có thành phần tự nhiên.
+ Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến nhiệt độ 8
o
÷10
o
C sau khi vắt.
+ Kho và thiết bị phải sạch sẽ và phải bảo quản đúng ở nhiệt độ yêu cầu.
Các chỉ tiêu của sữa
1 -Chỉ tiêu cảm quan:
+ Màu sắc: màu đặc trưng của sữa tươi từ trắng đục đến nhạt.
+ Mùi vị: mùi vị thơm ngon đặc trưng của sữa tươi, không được có mùi vị
lạ.

+ Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp.
-Chỉ tiêu hóa lý:
+ Tổng lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng.
+ Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%.
+ Tổng trọng lượng đo bằng Lactometer không nhỏ hơn 1,029.
+ Hàm lượng acid (tính theo acid lactic) không nhỏ hơn 0,2%.
-Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi theo đúng quy định:
+ Tổng số tạp trùng không được quá 50.000 vi khuẩn lạc trong 1ml sữa.
+ Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc/1ml sữa.
+ Không được có vi trùng gây bệnh.
Nguyên liệu sữa tươi có thể được tiến hành thu mua tại nhà máy hoặc qua trạm thu
mua trung gian rồi sau đó mới đưa về cơ sở chế biến sữa.
21
Sữa tươi là nguyên liệu chính dùng để sản xuất các sản phẩm sữa của nhà máy.
Chất lượng sữa tươi có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm, sữa tươi càng
tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao.
Để đảm bảo chất lượng người ta quản lí chặt chẽ việc thu mua sữa theo quy
trình. Từ các trang trại, sữa sau khi vắt được nhanh chóng đưa đên hệ thống bảo quản
lạnh (t
o
= 4-6
o
C) cho đến khi đưa vào nhà máy và chế biến. Sau khi sữa bò tươi đã
được làm lạnh sẽ được các xe bồn chuyên dụng tới tiếp nhận và vận chuyển về nhà
máy. Xe bồn phải được kiểm tra định kỳ và đột xuất, luôn luôn đảm bảo điều kiện để
quá trình vận chuyển về nhà máy sữa luôn ở 4-6
o
C và không lẫn tạp chất lạ.
Khi thu mua, cán bộ kiểm tra chất lượng của nhà máy sẽ kiểm tra bằng cách
thử nghiệm, phân tích độ kết tủa, cảm quan mùi vị, màu sắc, các chỉ tiêu hóa lí, chỉ

tiêu vi sinh, lên men lactid để phát hiện dư lượng kháng sinh,…
Ngoài ra người ta còn phân tích tỷ lệ chất khô, tỷ lệ béo, độ đạm, độ đường
(nhằm phát hiện trường hợp một số hộ dân pha đường vào sữa), kiểm tra điểm đóng
băng (nhằm phát hiện trường hợp các hộ dân pha nước vào sữa),…
3.2.3. Lọc
*Mục đích: loại bỏ những cặn bẩn có trong sữa.
*Tiến hành: thiết bị lọc thuỷ tĩnh GEA KA 70-76 (Ý). Sữa có độ nhớt cao nên
trước khi lọc cần đun ở nhiệt độ 35 – 40
0
C.
22
Quá trình lọc được tiến hành qua hai giai đoạn:
- Lọc thô: nhằm loại bỏ các tạp chất lớn.
- Lọc tinh: nhằm loại bỏ hoàn toàn tất cả tạp chất có trong sữa.
3.2.4. Định lượng
*Mục đích: nhằm đảm bảo đủ lượng sữa đúng yêu cầu và năng suất sản xuất
của nhà máy.
*Tiến hành: sữa sau khi làm sạch được bơm vào cân nhờ hệ thống định lượng
đặt dưới đáy cân, cho phép xác định được chính xác lượng sữa tươi nguyên liệu đưa
vào.
3.2.5. Gia nhiệt
Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa, giảm độ
nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng. Đồng
thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đồng hóa.
Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 40
0
C
3.2.6. Đồng hóa
* Mục đích:
Nhằm làm giảm kích thước các cầu mỡ, làm tăng tốc độ phân tán mỡ sữa, ngăn

chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho sữa có
trạng thái nhũ tương bền vững. Đồng hóa có thể làm tăng độ nhớt của sữa lên chút ít
nhưng làm giảm đáng kể quá trình oxy hóa, làm tăng chất lượng của sữa và các sản
phẩm sữa (tăng mức độ phân tán cream, phân bố lại giữa pha chất béo và plasma,
thay đổi thành phần và tính chất của protein).
Trong sản xuất sữa chua, đồng hóa tạo điều kiện thu được quện sữa đồng nhất và
bền. Các sản phẩm sữa qua đồng hóa được cơ thể hấp thu dễ dàng.
Nhược điểm của đồng hóa: là hình thành các hạt tiểu cầu béo có kích thước trung
bình sẽ là dễ dàng cho các enzym lipaza hoạt động mạnh.
* Tiến hành: sữa được bơm vào thiết bị đồng hóa nhờ piston, sau đó dịch sữa đi
qua một khe hẹp với áp suất 180÷200bar, ở t
o
= 60
o
÷70
o
C.
23
Hình 3.1. Vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus
3.2.7. Phối trộn
* Mục đích:
- Hoà tan hoàn toàn siro đường (70%) vào sữa nguyên liệu.
- Trộn đều chất ổn định vào sữa nguyên liệu: gelatin, pectin, agar-agar, vào
thùng phối trộn.
* Tiến hành: quá trình phối trộn được thực hiện trong thiết bị có cánh khuấy hoạt
động liên tục để làm phân tán các chất trong dịch sữa. Công việc phối trộn được thực
hiện trong thùng có cánh khuấy nằm ở sát đáy thiết bị và hoạt động liên tục nhằm
tăng sự hoà tan các chất vào nhau.
Thiết bị phối trộn được làm bằng thép không gỉ và bên trong có cánh khuấy.
3.2.8. Thanh trùng, làm nguội

* Mục đích: tiêu diệt hoặc ức chế các hoạt động của vi sinh vật và các enzyme có
trong sữa trước khi lên men, nhằm tránh gây ảnh hưởng cho quá trình lên men bình
thường của chủng nấm men giống của sản phẩm; tăng khả năng hydrat hóa của
casein (khả năng giữ nước tốt - hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn và chắc).
* Tiến hành: Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng dạng tấm
Sữa sau khi phối trộn được bơm vào thiết bị gia nhiệt để nâng lên nhiệt độ
thanh trùng khoảng 90 - 95
0
C. Thời gian thanh trùng là 5-7 phút. Sữa sau khi thanh
trùng được làm nguội đến nhiệt độ lên men 40 ÷ 45
0
C.
3.2.9. Chuẩn bị giống lên men
Thường sử dụng giống vi khuẩn lactic lên men đồng hình như: Streptococcus
thermophillus và Lactobacillus bulgaricus.
-Lactobacillus bulgaricus.
24
Hình3.2. Vi khuẩn Streptococcus thermophillus
Lactobacterium bulgaricum tích tụ đến 3,5% axic lactic, phát triển tốt ở pH=
4,5, nhiệt độ tối ưu là 40 – 45
0
. Đây là vi khuẩn tạo được độ axic cao 300 – 350T.
Lactobacterium bulgarium phát triển ở 22÷53
0
C tạo độ acid trong sữa 200÷3000T,
độ giới hạn là 200÷2500T.
- Streptococcus thermophillus.
Streptococcus thermophillus là vi sinh vật ưa nhiệt giống như tên chủng, nhiệt
độ thích hợp khoảng 40÷45
0

C và bị tiêu diệt ở nhiệt độ 53
0
C. Khi làm môi trường
nuôi cấy từ sữa thanh trùng và ủ ở 32
0
C số lượng lớn khuẩn lạc của Streptococcus
thermophillus xuất hiện. Streptococcus thermophillus là một vi sinh vật quan trọng
trong sản xuất sữa chua, phomat, nó bị ngăn cản sự hoạt động bởi 0,01 mg penicillin
hay 5 mg streptomycin/ml.
Tỷ lệ cocci/bacilli thường 1:1 hoặc 1:2. Từ men giống gốc được hoạt hoá
thành chủng sử dụng hoặc có thể sử dụng trực tiếp mà không cần thông qua các bước
trung gian.
25