BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN MÔN:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP
ĐỀ TÀI:
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG ĐÓNG HỘP
GVHD: ThS. NGUYỄN HUỲNH ĐÌNH THUẤN
LỚP: DHTP7ALT_NHÓM 1_TỔ 7
1 Phẩn
/.
Sữa nguyên liệu
Tp. HCM ngày 02 tháng 02 năm 2013
DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN
1. LÊ THỊ PHƯƠNG LINH MSSV: 11314171
2. NGÔ TỐ LINH MSSV: 11309371
3. HỒ THỊ LOAN MSSV: 11317741
4. LÊ THỊ MỸ LOAN MSSV: 11283221
5. TRẦN THỊ NGỌC LOAN MSSV: 11303321
6. LÊ THÀNH LỢI MSSV: 11313361
7. LÊ THỊ MAI MSSV: 11306191
8. VŨ THỊ TUYẾT MAI MSSV: 11262731
9. LÝ ĐẮC TRIỆU MINH MSSV: 11262761
10.LÊ THỊ NGA MSSV: 11311111
BẢNG PHÂN CÔNG THỰC HIỆN BÀI TIỂU LUẬN
HỌ VÀ TÊN PHẦN THỰC HIỆN
LÊ THỊ PHƯƠNG LINH Tiệt trùng, làm nguội, rót, bao gói
NGÔ TỐ LINH Các dạng hư hỏng và cách khắc phục, bảo quản.
HỒ THỊ LOAN
Những biến đổi của sữa trong quá trình chế biến,
tiêu chuẩn sữa tươi tiệt trùng đóng hộp
LÊ THỊ MỸ LOAN Đồng hóa, hoàn thiện sản phẩm, kết luận
TRẦN THỊ NGỌC LOAN Lời mở đầu, bồn chờ rót, làm nóng
LÊ THÀNH LỢI
Tiếp nhận nguyên liệu, kiểm tra nguyên liệu, tổng
hợp bài
LÊ THỊ MAI Bảo quản lạnh, chuẩn hóa
VŨ THỊ TUYẾT MAI Thanh trùng, làm lạnh
LÝ ĐẮC TRIỆU MINH Bao bì sử dụng
LÊ THỊ NGA Nguyên liệu
MỤC LỤC
Lời mở đầu
2 Phẩn
/.
Sữa nguyên liệu
Phần 1: Tổng quan 1
1.1. Nguyên liệu 1
1.1.1. Sữa tươi 1
1.1.2. Nguyên liệu phụ, phụ gia 12
1.2. Bao bì sử dụng 12
Phần 2: Quy trình công nghệ sản xuất 22
2.1. Quy trình sản xuất 22
2.2. Thuyết minh quy trình 23
2.2.1. Tiếp nhận nguyên liệu 23
2.2.2. Kiểm tra chất lượng sữa nguyên liệu 26
2.2.3. Bảo quản lạnh 34
2.2.4. Chuẩn hóa 38
2.2.5. Thanh trùng 55
2.2.6. Làm lạnh 58
2.2.7. Bồn chờ rót 59
2.2.8. Làm nóng 60
2.2.9. Đồng hóa 61
2.2.10. Tiệt trùng và làm nguội 64
2.2.11. Rót, bao gói 71
2.2.12. Hoàn thiện sản phẩm 73
2.3. Những biến đổi của sữa trong quá trình chế biến 73
2.4. Các dạng hư hỏng và cách khắc phục 86
2.5. Bảo quản 86
2.6. Tiêu chuẩn sữa tươi tiệt trùng 90
Phần 3: Kết luận 95
Tài liệu tham khảo101
LỜI MỞ ĐẦU
3 Phẩn
/.
Sữa nguyên liệu
Con người bắt đầu sử dụng thường xuyên sữa của các loài động vật có
vú trong quá trình thuần hoá chúng, tức từ khi phát minh ra nông nghiệp, hay
còn gọi là cuộc cách mạng thời kỳ đồ đá mới. Tiến trình này xảy ra một cách
độc lập ở nhiều nơi trên thế giới, trong khoảng 9000-7000 năm TCN ở Tây
Nam Á cho đến khoảng 3500-3000 năm TNC ở Châu Mỹ. Những con vật cho
sữa nhiều nhất - trâu bò, cừu và dê - được nuôi đầu tiên ở Tây Nam Á, mặc
dù bò nhà có nguồn gốc từ các quần thể bò rừng châu Âu.
Việt Nam vốn không có ngành chăn nuôi trâu bò sữa truyền thống nên
không có các giống trâu bò sữa chuyên dụng đặc thù nào. Chăn nuôi bò sữa
xuất hiện ở Việt Nam từ những năm đầu của thế kỷ XX.
Sản xuất sữa tiệt trùng UHT là công nghệ chế biến sữa tiên tiến nhất
thế giới. Nguyên tắc căn bản của công nghệ này là gia nhiệt sản phẩm đến
138 - 140
0
C trong thời gian ngắn (khoảng 4-6 giây), sau đó làm lạnh nhanh ở
-25
0
C. Quy trình xử lý nhiệt siêu cao và làm lạnh cực nhanh đã giúp tiêu diệt
hết vi khuẩn có hại, các loại nấm men, nấm mốc… đồng thời giữ lại tối đa các
chất dinh dưỡng và mùi vị tự nhiên của sản phẩm. Sữa thành phẩm sau đó
được đóng gói trong bao bì giấy tiệt trùng 6 lớp trong môi trường hoàn toàn
vô trùng. Nhờ vậy giúp ngăn 100% ánh sáng và vi khuẩn có hại từ không khí
xâm nhập vào, vốn là nguyên nhân chính khiến thực phẩm nhanh hư hỏng,
biến chất. Toàn bộ quy trình chế biến và đóng gói trên đều diễn ra trong môi
trường hoàn toàn tiệt trùng, tự động hóa, không có sự can thiệp của con
người, và bằng công nghệ tiệt trùng, trong quá trình sản xuất ta có thể thêm
vào sữa đến 36 loại khoáng chất và vitamin khác nhau. Vì vậy hàm lượng
chất dinh dưỡng sữa tiệt trùng rất cao. Bên cạnh đó, việc tồn trữ và bảo quản
sữa tiệt trùng cũng dễ dàng hơn.
4 Phẩn
/.
Sữa nguyên liệu
Trong khuôn khổ bài tiểu luận của nhóm, chúng em xin trình bày một
số kiến thức tìm hiểu được về quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng và
phương pháp tiệt trùng là gián tiếp một lần.
Do kiến thức chúng em còn nhiều thiếu sót, sai sót. Chúng em kính
mong thầy chân thành góp ý để bai tiểu luận hoàn thiện hơn, đồng thời
chúng em xin tiếp thu học hỏi những kiến thức đó nhằm hoàn thiện hơn bản
thân và chuyển hóa kiến thức vào thực tiễn cuôc sống.
5 Phẩn
/.
Sữa nguyên liệu
Phần 1: TỔNG QUAN
1.1. Nguyên liệu
1.1.1. Giới thiệu về Sữa và các tính chất của sữa tươi:
• Về mặt hoá học
Sữa là sản phẩm keo đồng nhất, tất cả các thành phần đều phân
tán trong nước và ở dạng dung dịch.
• Về mặt vật lý
Sữa là một chất keo có màu trắng, gồm chất béo và protein được
phân tán trong nước
• Về mặt sinh học
Sữa là sản phẩm toàn vẹn của quá trình cho sữa của các loại bò
sữa được chăm sóc và có sức khoẻ tốt.
1.1.1.1. Tỷ trọng của sữa:
Tỷ trọng của sữa do hàm lượng chất khô quyết định
Các chất béo của sữa có tỷ trọng nhỏ hơn 1g/cm
3
. Hàm lượng chất béo
trong sữa càng cao thì tỷ trọng càng thấp
Có thể tính được tỷ trọng của sữa theo công thức sau:
)/(
608.193.0
100
35.15
cmg
W
SNFF
d
C
o
++
=
F: hàm lượng chất béo trong sữa (%khối lượng)
SNF: hàm lượng các chất khô không béo trong sữa (%khối
lượng)
W: hàm lượng nước trong sữa (%khối lượng).
6
1.1.1.2. Điểm đông đặc của sữa:
Thường dao động trong khoảng -0.54 ÷ -0.59
o
C
Người ta thường sử dụng chỉ tiêu này để kiểm tra sữa tươi có bị pha
loãng với nước hay không
Khi xử lý sữa ở nhiệt đô cao, điểm đông đặc của sữa sẽ gia tăng do một
số muối phosphat trong sữa kết tủa
1.1.1.3. Chất khô tổng số:
Chiếm khoảng 13% trong sữa tươi.
Hàm lượng chất khô tổng số của sữa có thể được xác định bằng cách
sấy khô đến khối lượng không đổi. Với sữa bò có thể dùng công thức sau:
TS = 1,23F+2,6x100(d-0,9982)/d
Trong đó: TS: Hàm lượng chất khô tổng số (g/l)
F: Hàm lượng béo (g/l)
d: Tỉ trọng ở 20
0
C
Hàm lượng chất khô không béo được suy ra từ hàm lượng chất khô
tổng số bằng cách trừ đi hàm lượng béo.
1.1.1.4. Tính ôxy hoá khử:
Sữa chứa nhiều chất có khả năng khử hay ôxy hoá như acid ascorbic,
tocoferon, riboflavin, cystine, men nên sữa cũng có tính chất.
1.1.1.5. pH của sữa:
- pH hay nồng độ ion H
+
của sữa biểu thị độ acid thực của nó.
Sữa từ các nguồn động vật khác nhau sẽ có pH khác nhau. ( sữa bò:
6,6-6,8; sữa dê: 6,3-6,7
- pH=4,6-4,7 là điểm đẳng điện của sữa bò. Tại điểm này sữa đông tụ
ở nhiệt độ phòng.
1.1.1.6. Độ nhớt:
Độ nhớt của sữa thường được xác định theo tỷ số so với độ nhớt của nước và
gọi là độ nhớt tương đối. Giá trị trung bình 1,8 centipoa.
Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là
protein còn các muối lactoza không ảnh hưởng tới độ nhớt. Hàm lượng chất
7
béo càng cao thì độ nhớt càng cao.
Độ nhớt phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Khi nâng nhiệt độ đến 60°c,
độ nhớt giảm rõ rệt. Độ nhớt giảm khi đun đến 60°c là do tăng tốc độ chuyển
động của các phân tử (tính chất chung của phần lớn các dung dịch).
1.1.1.7. Sức căng bề mặt của sữa:
Không ổn định. Nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố mà trước hết là
thành phần hóa học, nhiệt độ và thời gian bảo quản. Sức căng bề mặt ở ranh
giới giữa không khí và plasma có ý nghĩa lớn đối với quá trình chế biến sữa.
1.1.1.8. Thành phần hóa học của sữa:
Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong một
phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, về điều kiện tự
nhiên, điểu kiện chăn nuôi, Sữa của các loại động vật khác nhau là rất khác
nhau.
Phổ biến nhất ở nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam vẫn là sữa bò.
Mặc dù việc chăn nuôi trâu sữa, dê sữa đã có ở nước ta khá lâu nhưng vì
nhiều lý do nên sản lượng hai loại sữa này còn rất thấp. Vì vậy cho đến
nay nguyên liệu chủ yếu cho ngành sữa Việt Nam vẫn là sữa bò.
Các thành phần chính Khoảng biến
thiên
Giá trị trung bình
Nước
Tổng chất khô
• Lactose
• Protein
• Chất béo
• Khoáng
85.5 ÷89.5
10.5 ÷ 14.5
3.6 ÷ 5.5
2.9 ÷ 5.0
2.5 ÷ 6.0
0.6 ÷ 0.9
87.5
13.0
4.8
3.4
3.9
0.8
Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa
Thành phần của sữa
Sữa
Béo (3,9%)
Thành phần lỏng(87%)
Thành phần rắn(13%)
8
Thành phần rắn & chất không béo
Protein (3,2%)
Lactose (4,6%)
Khoáng (0,7%)
Casein (2,6%)
Whey protein (3,2%)
a) Nước:
• Nước tự do
Nước tự do chiếm 96 - 97% tổng lượng nước, nước tự do
ở
dạng các
hạt có kích thước khác nhau, phân bố một cách tương đối đồng đều trong
sản phẩm.
• Nước liên kết
Nước liên kết chiếm một tỷ lệ nhỏ, khoảng 3 - 4%. Hàm lượng nước
liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các
phosphatit, polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như
-NH
2,
-COOH, OH, = NH, -CO-NH-,
Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0°c, không hòa tan muối,
đường.
Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh với lactoza dưới dạng
C
12
H
22
O
11
. H
2
O.
9
b) Lipit:
Lipip đơn giản Hàm lượng (%
so với chất béo)
Các thành phần
khác
Hàm lượng (%
so với chất béo)
Triglycerit
Diglycerit
Monoglycerit
Cholesteride
Ceride
95 ÷ 96
2 ÷ 3
0.1
0.03
0.02
Các hợp chất tan
trong chất béo
Cholesterol
Acid béo tự do
Hydrocacbon
Vitamin A, K, D, E
Rượu
0.5
0.3
0.1
0.1
Vết
Vết
Bảng:
Thành phần chất béo trong sữa gồm lipit đơn giản và
lipit phức tạp
• Tính chất vật lý
- Khi tinh khiết thì không màu, không vị
- Chuyển sang màu vàng nhạt, có mùi vị đặc biệt khi xuất hiện một số
hợp chất khác:beta-carotene, diacetyl, acetyl methyl carbonyl…
- Không hoà tan trong nước nhưng tan trong hầu hết các dung môi hữu
cơ
- Nhẹ hơn nước, có thể hấp thụ một lượng nước cân đối.
c) Chỉ số iot:
Chỉ số iot là một tiêu chí quan trong và được sử dụng khá phổ biến
trong sản xuất. Chỉ số iot biểu thị số gam iot kết hợp với axit béo không no có
trong 100g mỡ sữa.
Chỉ số iot dao động phụ thuộc vào điều kiện chăn nuôi (thức ăn, thời
tiết ).
Dưới đây là một ví dụ về sự dao động chỉ số iot trong năm. Vì axit oleic
chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng sô' các axit béo nên người ta thường xác
định hàm lượng axit oleic và từ đó tính chỉ số iot.
10
Nhìn vào dồ thị cho thấy sự thay đổi chỉ sô' iot trong năm là rất lớn.
Chỉ số này nhỏ nhất ở các tháng 1, 2, 3 và cao nhất
ở
các tháng 7, 8, 9.
Biết được sự thay đổi này là cần thiết để điều chỉnh thông số kỹ thuật cho
phù hợp.
d) Protein của sữa:
Là thành phần cung cấp dinh dưỡng quan trọng nhất chiếm
khoảng 3-4% trong sữa bò. Khả năng tiêu hoá protein của sữa bò
cao nhất so với protein nhận được từ các động vật khác.
• Bao gồm
Phức chất casein: Hiện diện trong sữa ở dạng huyền phù keo
11
Chỉ sõ iot
Tháng
Hình 1.2. Sự biến đôi chi sốiot theo mùa trong năm
Protein nước sữa: hiện diện dưới dạng dung dịch
• Phức chất casein
Chiếm khoảng 80% tổng số protein của sữa
Hầu hết casein hiện diện trong một thểhạt keo do sự kết hợp với một số
thành phần khác gọi là micell casein
Casein liên kết với các ion Ca, P và nhiều hợp chất khác hình thành
micell casein
• Protein nước sữa (protein whey)
Gồm: albumin, globulin, globulin miễn dịch, một lượng nhỏ globulin
kháng thể Ở trạng thái hoà tan trong nước
Khi casein bị kết tủa thì protein được duy trì trong serum sữa
Tên protein Hàm lượng (% so với protein trong sữa)
β-lactoseglobulin
7 ÷ 12
α - lactalbumin
2 ÷ 5
Proteose – peptone 2 ÷ 4
Immunoglubolin 1.9 ÷ 3.3
Serum-albumin 1.7÷ 1.3
12
e) Glucid:
Glucid của sữa chủ yếu là lactose (đường sữa)
Trung bình môi lít chứa khoảng 50g lactose.
Lactose là một disaccharide của hai đường đơn là glucose và galactose.
Lactose ở dạng tự do là chính, ngoài ra còn một phần rất nhỏ ở dạng liên
kết với các protein.
Nó tồn tại ở bốn dạng chính: α và β hydrat; α và β hydrit.
Vi khuẩn có thể chuyển hoá lactose thành đường đơn trong quá trình lên
men
• Lactoza
Lactoza chiếm vị trí hàng đầu trong gluxit của sữa. Lactoza tồn tại ở
hai dạng tự do và liên kết với các protein và các gluxit khác. Tỷ lệ lactoza
tự do / lactoza liên kết là 8/1.
13
Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần. Độ hòa tan trong nước cũng kém
hơn.
f) Chất khoáng:
Các muối khoáng trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá.
Thành phần mg/l Thành phần µg/l
K
Ca
Na
Mg
P
Cl
Sulfate
1,500
1,200
500
120
3,000
1,000
100
Ze
Al
Fe
Cu
Mangan
Ni
Br
F
I
4,000
500
400
120
30
25
1,000
150
60
g) Enzym:
Enzyme đầu tiên tìm thấy trong sữa là lactoperoxydase.
Đến nay đã tìm thấy hơn 60 enzym trong sữa
Sự có mặt của enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành
phần hóa học của sữa có thể dẫn đến hư hỏng sữa, tuy nhiên một số
enzym có trong sữa lại có khả năng kháng khuẩn như lysozym
14
Bảng 1.8.
Độ hòa tan của lactoza (g/100 g
nước)
Nhiệt độ, °c
a - Lactoza ß – Lactoza
0 5,0 45,1
25 8,6 -
39 12,6 -
100 70,0 94,7
Hàm lượng VSV trong sữa càng cao thì hệ enzym càng đa dạng
Lipase: có thể làm cho sữa và các sản phẩm sữa bị trở mùi xấu đi,
do chúng thuỷ phân glyceride và giải phóng acid béo tự do.
Protease: được hình thành tự nhiên trong sữa và chúng không bị
phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng (76-78
0
C), có thể tạo vị đắng
trong sữa.
Phosphatase: thuỷ phân liên kết ester với gốc phosphate
h) Vitamin:
Ngoài các vitamin trong hoặc kết hợp với chất béo sữa, tất cả các
vitamin tan trong nước được tìm thấy tan trong plasma sữa, nhiều nhất là
vitamin C và B
Vitamin m
g/l
Vitamin mg/l
A (Retinol)
D (Calcifeo)
E(Tocopherol)
B1 (Thiamin)
B2 (Riboflavin)
B6 (Pyridoxin)
0.4
0.001
1.0
0.4
1.7
0.6
B12(Cyanocobalamin)
Nicotinamide
Pantothenic acid
C(Ascorbic acid)
Biontin
Folic acid
0.005
1
3.5
20
0.03
0.05
i) Vi sinh vật sữa:
Vi khuẩn: - Nhóm vi khuẩn Lactic
Vi khuẩn gây thối
Nấm men Mycoderma
Nấm mốc -
Endomyces lactic
- Odium lactic
-Mucor, Aspergillus, Penicillum
• Nhóm vi khuẩn Lactic
15
StreptococcusLactic
Streptococus Cremoris
Các vi khuẩn gây đắng
Các vi khuẩn sinh hương
*
Streptococcus Lactic
Loại vi khuẩn hiếu khí, nhiệt độ thích hợp là 30-35
0
C, Đặc tính
sinh hoá quan trọng của chúng là lên men glucose, galactose, dextrin,
nhưng không lên men saccharose.
*
Streptococus Cremoris
Phát triển tốt ở 20-25
0
C. Chúng thường cho sản phẩm có mùi dễ
chịu và làm cho sữa có độ chua thấp hơn, thường được dùng trong chế
biến bơ.
* Các vi khuẩn sinh hương
Tạo ra trong sữa và các sản phẩm sữa nhiều acid dễ bay hơi (acid
acetic, acid propionic, ) và các chất thơm khác (diacetyl, ester, ), có thể
lên men acid citric, nhiệt độ thích hợp là 30-35
0
C.
* Các vi khuẩn gây đắng
Phát triển tốt ở 30
0
C, gây nên quá trình pepton hoá làm cho
sản phẩm có vị đắng
• Vi khuẩn gây thối
Không lên men đường sữa, có khả năng tạo enzyme phân huỷ
protein, giải phóng pepton thành các acid tự do và amoniac.
Pepton làm cho sữa có vị đắng, amoniac làm cho sữa có phản
ứng kiềm
Nhóm vi khuẩn này chia làm 2 loại:
• Loại hiếu khí: Bacterium Flourescen. Proteus Vulgaris, Bacillus Subtillis.
• Loại yếm khí: Bacterium Putrificus, Bacterium Botulinus.
• Nấm men
Thường gặp các giống nấm men lên men đường lactose
thành carbonic và rượu.
Thường nấm men không phân huỷ lactose được, nhưng
16
vi khuẩn lactic trong sữa chuyển lactose thành glucose và galactose,
sau đó nấm men lên men các đường đơn này tạo thành các sản
phẩm cần thiết cho các sản phẩm của sữa lên men.
Một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo
enzyme phân huỷ protein và lipid tạo nên vị đắng trong các sản
phẩm sữa.
• Nấm mốc
Trong sữa thường thấy các loại nấm mốc sau
Endomyces lactic
tạo màng trắng trên bề mặt phomai, bơ, cũng có
thể mọc sâu trong sản phẩm ở lớp gần bề mặt.
Mucor, Aspergillus, Penicillum
, thường tạo nên trên bề mặt bơ,
phomai những vết màu khác nhau và gây mùi ôi.
Odium lactic
: tạo nên bề mặt váng chua một lớp trắng, đặc biệt là có
mùi thơm như sản phẩm lên men lactic. Mốc này thường gây ôi lipid trong
sữa.
1.1.2. Giới thiệu Phụ Gia Dùng Trong Sữa:
1.1.2.1. Khái niệm:
• Theo FAO
Phụ gia là chất không dinh dưỡng được thêm vào các sản phẩm với các
ý định khác nhau. Thông thường các chất này có hàm lượng thấp dùng để cải
thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị cũng như bảo quản sản phẩm.
• Theo Uỷ banTiêu chuẩn hoá thực phẩm Quốc tế
Phụ gia là một chất có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, không
được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm. Việc bổ sung chúng vào
thực phẩm là để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến,
bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm nhằm cải thiện kết cấu hoặc đặc
tính kỹ thuật của thực phẩm đó. Phụ gia thực phẩm không bao gồm các
chất ô nhiễm hoặc các chất độc bổ sung vào thực phẩm nhằm duy trì hay
cải thiện thành phần dinh dưỡng của thực phẩm.
• Theo TCVN
17
Phụ gia thực phẩm là những chất không được coi là thực phẩm hay
một thành phần chủ yếu của thực phẩm, có hoặc không có giá trị dinh
dưỡng, đảm bảo an toàn cho sức khoẻ, được chủ động cho vào thực phẩm
với một lượng nhỏ nhằm duy trì chất lượng, hình dạng, mùi vị, độ kiềm
hoặc axit của thực phẩm, đáp ứng về yêu cầu công nghệ trong chế biến,
đóng gói, vận chuyển và bảo quản thực phẩm.
1.1.2.2. Các Loại Phụ Gia Dùng Trong Chế Biến Sữa Và Sản
Phẩm Từ Sữa
• Phụ gia bảo quản
Thường được sử dụng để tăng thời gian sử dụng cho sản phẩm sữa.
Chúng có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật, thông qua tạo chất
kìm hãm, tạo pH thấp, hay là tác động vào trong trung tâm hoạt động của
vi sinh vật là làm tiêu diệt chúng. Các chất được sửdụng như: Nisin, nhóm
Acid Sorbic và muối Sorbat, Acid Benzoic và muối Benzoat…
• Phụ gia ổn định
Phụ gia ổn định được dùng để ổn định sản phẩm. Làm cho sản phẩm
không bị tách rời ra như tạo ra huyền phù. Tạo được sự cảm quan tốt hơn
cho sản phẩm. Một số chất được sử dụng như sau Caragennan, Gellan
Gum, Alginate…
• Phụ gia tạo màu
Thêm vào sản phẩm nhằm mục đích tạo ra màu sắc đặc trưng cho
từng sản phẩm. Các phụ gia có thể được thêm vào là phụ gia tự nhiên hay
phụ gia nhân tạo. Gồm các chất như: Tartrazin, Quinoline yellow, Sunset
yellow, Carmoisin…
• Phụ gia nhũ hóa
Là loại phụ gia thêm vào nhằm tạo nên hệ nhũ tương giữa chất béo
và nước. làm cho sản phẩm có sự cảm quan tốt, đồng thời làm cho lớp
chất béo không bị tách riêng rời dễ dẫn tới hư hỏng sản phẩm do bị oxy
hóa chất béo. Các chất sử dụng như: Lecithin, Gua gum, Natri Alginat
• Phụ gia điều vị, chỉnh độ acid
Tác dụng của phụ gia điều vị là làm cho sản phẩm có tính cảm quan
18
tốt hơn. Tạo sự hài hòa cho sản phẩm. Các chất được dùng như: Glucose,
Lactose, Aspartame, Natri lactat, Natri polyphotphat…
• Phụ gia tạo đặc làm dày
Làm cho sản phẩm trong có độ dày hơn, cảm giác đặc hơn. Kích
thích được sự thích thú cho người tiêu dùng. Đồng thời, do đặc tính từng
sản phẩm mà dùng các chất tạo đặc khác nhau. Thường sử dụng các chất
sau: Agar, pectin, gellan…
• Phụ gia dinh dưỡng
Cung cấp thêm các thành phần dinh dưỡng cho cơ thể, các thành
phần này tuy ít nhưng rất cần cho sự phát triển của cơ thể. Các phụ gia
thường được sử dụng như sau: Các vitamin A. D, Canxi, DHA…
1.1.2.3. Ứng dụng một số phụ gia dùng trong sản xuất sữa:
a) Phụ gia bảo quản:
Acid citric
Ký hiệu quốc tế: E330.
Công thức cấu tạo: C
6
H
8
O
7
Liều lượng: Axit citric lượng tiêu thụ hàng ngày chấp nhận được
(ADI -Acceptable Daily Intake) – Chưa xác định.
Sữa lên men: ML: 1500.
Cơ chế
Làm giảm sự oxy hóa các chất béo, giúp giảm sự biến đổi các thành
phần hóa học trong thực phẩm tránh hư hỏng sản phẩm vì các chất oxy
hóa có đặc tính dễ bị oxy hóa hơn so với các chất béo trong thực phẩm. Sự
oxy hóa các hợp chất chống oxy hóa sẽ làm giám sự oxy hóa các hợp chất
trong thực phẩm
Ứng dụng Axit citric
Sữa chua: Ức chế phát triển nấm men, nấm mốc. Giảm sự oxy hóa
các thành phần béo ổn định sản phẩm.
19
Sữa tươi: Hạn chế sự phát triển, trao đổi chất vi sinh vật. Giảm sự
oxy hóa các thành phần béo ổn định sản phẩm.
b) Phụ gia ổn định:
Xanthan gum
Một Polysaccharide được sản xuất bằng công nghệ sinh học, được
tạo ra bởi quá trình lên men của vi khuẩn Xanthomonas Campestris NRRL
B-1459. Ở hầu hết các nước, Xanthan gum được phép sử dụng trong danh
mục các chất phụ gia là E415.
Cấu tạo của Xanthan gum
Cấu trúc bật một của phân tử Xanthan gum bao gồm một chuỗi
xương sống là các liên kết β-1,4 D-glucose với các chuỗi bên dưới hai
đường manose và một acid glucuronic. Một nữa các đường manose ở vị trí
cuối của chuỗi bên chứa acid pyruvic. Các chuỗi bên này chiếm một tỷlệrất
lớn của phân tử( khoảng 60%) và giúp cho xanthan gum có tính riêng.
Tính chất
Điểm nổi bật là độ nhớt và độ hoà tan trong nước cao: dung dịch
xanthan gum 1% có độ nhớt gấp 100 lần độnhớt của dung dịch gelatin
cùng nồng độ. Vì vậy khả năng làm dày và độ nhớt của nó có ý nghĩa quan
trọng trong thực phẩm. Có khả năng biến đổi thuận nghịch: Dưới điều kiện
nhiệt độ bình thường, dung dịch xanthan gum có thểchuyển dịch thuận
nghịch giữa hai dạng gel và dạng sol theo sự tác động của ngoại lực bên
ngoài. Vì vậy cho hiệu quả nhũ tương hoá cao hơn.Có tính ổn định cao
dưới điều kiện nhiệt độvà pH: Trong một phạm vi lớn của nhiệt độ (-18
0
C
-120
0
C) và pH (2-12) nó vẫn giữ độ nhớt và trạng thái như ban đầu. Vì vậy
cho độ nhớt hiệu quả trong cả điều kiện dung dịch và điều kiện đóng đá.
Đáp ứng nhiều điều kiện khác nhau: Xanthan gum là chất làm dày ổn định
trong điều kiện acid, kiềm, muối, enzyme, chất hoạt hoá bề mặt, chất bảo
quản, chất làm dày, chất oxy hoá và các chất hoá học khác. Đồng thời nó
vẫn giữ được các tính chất nguyên bản của nó.
Ứng dụng
Các sản phẩm sữa
Trong các sản phẩm sữa Xanthan gum có thể đƣợc sử dụng kết hợp
20
với các chất keo khác như Carrageenan, guar gum và locust bean gum. Tác
động của Xanthan gum là sựổn định cần thiết và cải tiến một số cấu trúc.
Một lượng nhỏXanthan gum với Carageenan trong các gel sữa sẽ làm giảm
độ cứng và tách lớp ra khỏi gel, sửdụng khoảng 0.05 đến 0.2% tùy thuộc
vào hệ thống gel và cấu trúc yêu cầu.
c) Phụ Gia Nhũ Hóa:
Sodium alginate
Cấu tạo
Sodium alginate (C
6
H
7
NaO
6
)n là muối natri của acid alginic, được
chiết suất từ rong nâu Phaeophyceae.
Tính chất
Khối lượng phân tử: 32.000 – 250.000
Xuất hiện dưới dạng màu trắng tới màu vàng nâu, dạng sợi, hạt hoặc
bột.
Tan chậm trong nước, tạo thành dung dịch nhớt, không tan trong
ethanol, ether và chloroform. Sodium alginate có khả năng tan trong nước
lạnh và thường đuợc dùng như chất làm “dày” dung dịch. Tuy nhiên nhược
điểm của sodium alginate là khả năng hoà tan kém khi ở trong môi trường
giàu canxi. Người ta khắc phục nhược điểm này bằng cách thêm acid citric.
Ứng dụng
Cho vào sữa với nồng độ keo Sodium Alginate 0,1% ( 1,8% sẽ chống
được hiện tượng các chất không hòa tan kết tủa)
1.2. Bao bì sử dụng:
1.2.1. Giới thiệu chung:
Sữa tiệt trùng được qua xử lý ở nhiệt độ rất cao (trên 100
o
C). Nhờ đó
toàn bộ enzyme có trong sữa bị vô hoạt. Sản phẩm sữa tiệt trùng được bảo
quản ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 3-6 tháng. Nhà
sản xuất có thể tiết kiệm được chi phí bảo quản và vận chuyển trong điều
kiện nhiệt độ bình thường (sữa thanh trùng phải đượcbảo quản ở nhiệt độ
21
thấp 5- 7
0
C). Người ta có thể sử dụng phương pháp tiệt trùng ngoài bao bì
hoặc trong bao bì, bài này đề cập đến sản phẩm sữa tiệt trùng ngoài bao bì
sử dụng nhiệt độ siêu cao UHT (ultra high temperature).
Một số sản phẩm đồ hộp sữa tiệt trùng trên thị trường
1.2.2. Bao bì nhiều lớp:
1.2.2.1. Yêu cầu:
Sản phẩm bao bì chứa đựng thực phẩm đã chế biến được yêu cầu đảm
bảo độ kín, chống bất kì sự xâm nhập nào từ môi trường ngoài vào môi
trường bên trong, cũng như chống thấm bất kì thành phần nào từ thực phẩm.
Đồng thời còn có những yêu cầu khác như: độ bền kéo, độ bền chống va đập,
trong suốt, sáng bóng và một số tính chất khác như chống thấm dầu, dung
môi, chống tĩnh điện, bền thời tiết, dễ in ấn và có thể thanh trùng tiệt trùng.
Thực tế, không có loại vật liệu nào có thể đồng thời đáp ứng mọi tính chất
cần thiết. Vì thế, cần thiết kết hợp nhiều loại vật liệu bổ sung ưu điểm, che
lấp hoàn toàn khuyết điểm. Do đó, màng ghép nhiều lớp được chế tạo và
nhanh chống chiếm ưu thế trong ngành bao bì thực phẩm.
1.2.2.2. Phương pháp chế tạo màng ghép nhiều lớp:
- Nhiều màng được chế tạo trên những thiết bị riêng, ghép lại với nhau bằng
phương pháp ép dán nhiệt khi các màng là những polymer có cấu trúc cơ bản
tương tự nhau.
22
- Dùng chất kết dính là các pe đồng trùng hợp để kết dính các loại vật liệu lại
với nhau, tổng lượng chất kính dính của các lớp rất nhỏ, khoảng 15-20% khối
lượng các loại màng chính, có thể có chiều dày rất nhỏ, khoảng 3 µm.
- Đa số các màng ghép có dùng chất kết dính đều có ghép lá nhôm, để ngăn
cản ánh sáng thấy được hoặc tia tử ngoại; hoặc có ghép lớp giấy kraft có tính
dễ xếp nếp, tăng độ dày, tính cứng vững của bao bì.
- Ghép lớp pe trong cùng để tạo khả năng hàn dán nhiệt tốt, dễ dàng.
- Màng ldpe hay lldpe cũng có thể được phủ ngoài cũng nhằm muc đích chống
thấm hơi nước, chống ướt bao bì. Thông thường màng opp được ghép ngoài
cùng các bao bì dạng túi nhằm mục đích bao bì có thể dễ xé mở dễ dàng, in
ấn tốt, tạo độ bong cao cho bề mặt bao bì.
- Màng được đùn qua thiết bị ép đùn( đồng đùn ép nhiều loại vật liệu plastic)
Màng ghép có thể có độ dày khoảng 375µm.
1.2.2.3. Cấu trúc bao bì sữa tiệt trùng:
Để bao gói sữa tiệt trùng, bao bì phải được cấu tạo tối thiểu 6 lớp vật
liệu như sau (tính từ ngoài vào trong) :
- Polyethylene: có tác dụng chống thấm nước. fgf –hh
- Giấy: để in các thông tin của sản phẩm lên bao bì.
- Carton: tạo độ cứng cho bao bì.
- Polyethylene: để kết nối phần carton với giấy.
- Giấy nhôm: có tác dụng ngăn ngừa ánh sáng từ môi trường bên ngoài tác
động đến sản phẩm, ngăn ngừa sự khuếch tán của nước và các cấu tử khác.
- Polyethylene: giúp cho việc hàn kín bao bì dễ dàng bằng phương pháp ép
nhiệt.
Ngoài trừ lớp carton, các lớp còn lại có độ dày rất mỏng, xấp xỉ 20 µm.
Riêng lớp giấy nhôm có độ dày mỏng hơn nữa.
Điểm khác nhau giữa bao bì giấy dành cho sữa tiệt trùng và bao bì giấy
dành cho sữa thanh trùng là ép sát bên trong lớp giấy có đến hai lớp
polyethylene mỏng được ngăn cách nhau bởi một lớp nhôm. Cấu trúc này
giúp ngăn cản triệt để ánh sáng và oxy không khí từ môi trường bên ngoài có
thể xâm nhập vào bên trong hộp. Chính vì thế mà sản phẩm có thể bảo quản
ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài.
23
1.2.3. Đặc tính của các lớp vật liệu bao bì
1.2.3.1. Polyethylene (PE):
Polyethylene được sản xuất từ sự trùng hợp khí ethylene (C2H4) tạo
thành mạch polymer (- CH2 – CH2 -)n.
Được phân thanh 3 nhóm chính:
24
- LDPE- low density polyethylene: 0.91- 0.925g/cm3
- MDPE- medium density polyethylene: 0.926- 0.94g/cm3
- HDPE- high density polyethylene: 0.941- 0.965g/cm3
- LLDPE-linear low density polyethylene: 0.92g/cm3
Hai loại PE thường dùng trong bao bì nhiều lớp: LDPE và HDPE.
LDPE
• Đặc điểm:
- Trong nhưng có ánh hơi mờ, độ bóng bề mặt khá cao.
- Bị kéo dãn và dễ đứt dưới tác dụng của lực.
- Tính chịu nhiệt:
Tnc = 93
0
C
Tmin = -57
0
C
Thàn = 120 – 150
0
C
- Khả năng chống lại các tác nhân:
Chống thấm nước tốt
Chống thấm các khí O
2
, CO
2
, N
2
và hơi nước kém.
Chống thấm dầu mỡ kém
Bền đối với acid, kiềm và muối vô cơ.
Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ.
Khi bị chiếu xạ thì trở nên vàng, trong suốt, giòn.
Khả năng in ấn trên bao bì: kém
• Ứng dụng:
- Dùng làm bao bì cho thủy sản lạnh đông.
- Dùng làm lớp trong cùng bao bì nhiều lớp vì dễ dàng hàn dán nhiệt.
- Túi đựng vật phẩm các loại một cách tạm thời.
HDPE
• Đặc điểm
- Trong mờ, kém mềm dẻo hơn LDPE, tính cứng vững cao.
- Có tính chất cơ lý cao.
- Chống thấm nước tốt
- Chống thấm các khí O2, CO2, N2 và hơi nước tốt.
- Chống thấm dầu mỡ cao hơn.
- Bền đối với acid, kiềm và muối vô cơ.
- Bị hư hỏng trong dung môi hữu cơ.
- Khi bị chiếu xạ thì trở nên vàng, trong suốt, giòn.
• Ứng dụng
- Có thể dùng làm bao bì cho sản phẩm lạnh đông.
- Làm lớp ngoài của bao bì dạng túi ghép nhiều lớp, hoặc tạo hình các loại ly,
chén.
- Lọ bình chứa các loại vật phẩm cần thanh trùng.
1.2.3.2. Giấy nhôm:
25