công nghệ chế biến sữa thanh trùng

GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
Lời nói đầu
Sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa có chứa protein, lipid, glucid, các
vitamin và khoáng chất,…Những hợp chất này rất cần thiết trong khẩu phần ăn hằng
ngày của con người. Ngoài ra từ sữa người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm
khác nhau.
Cũng chính vì giá trị dinh dưỡng cao như vậy nên sữa tươi rất dễ bị các vi sinh
vật xong nhiễm, chúng gây hư hỏng và làm thay đổi chất lượng sữa, tạo ra các sản
phẩm thứ cấp làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.
Từ thực tiễn đó, các nhà khoa học trong lĩnh vực thực phẩm đã cho ra đời
nhiều phương pháp bảo quản và chế biến sữa, trong đó phổ biến nhất là phương pháp
thanh trùng ,không chỉ có ý nghĩa lớn trong bảo quản, giữ được các giá trị dinh
dưỡng mà còn góp phần tăng giá trị cảm quan đáp ứng được yêu cầu thị hiếu của
người tiêu dùng.
Và trong “ Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng” sẽ cung cấp cho chúng ta
những kiến thức liên quan tới nguyên liệu, thiết bị, quy trình,… trong quá trình thanh
trùng sữa.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 1
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
I. GIỚI THIỆU CHUNG
I.1. Sữa thanh trùng
Pasteur đã đưa ra phương pháp bảo quản ở nhiệt độ cao mà ngày nay đã mang
tên ông. Trong quá trình nghiên cứu sự biến tính của rượu vang và của bia từ những
năm 1866 – 1876, ông đã phát hiện ra sự đun nóng ở mức độ (không vượt quá 60°C)
có thể ức chế được sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng các sản phẩm này.
Nhưng chỉ đến năm 1880 phương pháp này mới được sử dụng vào công nghiệp sữa.
Sau đó người ta chứng minh được rằng thanh trùng cũng làm biến đổi cấu trúc của
các vi sinh vật gây bệnh có mặt trong sữa. Vì vậy thanh trùng không chỉ là một
phương pháp bảo quản có tác dụng về mặt thương mại, mà còn là phương pháp hợp
vệ sinh đảm bảo sức khoẻ cho người tiêu dùng
Sữa thanh trùng (pasteurrised milk) là một trong những sản phẩm chế biến từ

sữa tươi có quy trình công nghệ sản xuất đơn giản nhất. Hiện nay, các sản phẩm sữa
thanh trùng có thể được đựng trong hộp giấy, chai thủy tinh hoặc chai nhựa kín. Sản
phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (5 7
o
C). Trong điều kiện không mở bao
bì, sữa thanh trùng có thể bảo quản trong thời gian tối đa từ 8 10 ngày.
2.2. Phân loại sữa thanh trùng
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại sữa thanh trùng và để phân loại
người ta dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm:
• Sữa nguyên (whole milk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi, không hiệu
chỉnh hàm lượng chất béo. Thông thường lượng lipid trong sữa dao động trong
khoảng 3,0 3,7%. Hiện nay, để ổn định chất lượng sản phẩm, các nhà sản xuất
thường thực hiện quá trình chuẩn hóa (standardisation) – hiệu chỉnh hàm lượng chất
béo cho các sản phẩm sữa thanh trùng. Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà các
cơ sở sản xuất sẽ chọn giá trị thích hợp để chuẩn hóa. Ví dụ như ở Pháp, hàm lượng
chất béo trong sữa thanh trùng không được nhỏ hơn 3,5%.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 2
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
• Sữa gầy (wkimmilk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tuơi đã tách bớt một
phần chất béo. Hàm lượng lipid trong sữa gầy thường dao động quanh giá trị 1,5%.
Tuy nhiên, một số sản phẩm thương mại có hàm lượng chất béo chỉ 0,5%, thậm chí
0,1%.
Ngoài sữa tươi người ta còn sản xuất sữa thanh trùng từ sữa hoàn nguyên
(reconstituted milk) hoặc sữa tái chế (recombined milk):
• Sữa hoàn nguyên là sản phẩm thu được khi ta hòa tan sữa bột nguyên cream
hoặc sữa bột gầy vào nước. Thành phần hóa học trong sữa thì tương tự như sữa bột
nguyên hoặc sữa gầy.
• Sữa tái chế được thu nhận bằng cách hòa tan sữa bột gầy vào nước ở nhiệt độ
từ 49-50
o

C, sau đó bổ xung chất béo có nguồn gốc từ sữa (thường sử dụng “chất béo
khan sữa” Anhydrows Milk Fat AMF), rồi tiến hành khuấy trộn hỗn hợp và đồng hoá
bằng cách sử dụng áp suất cao. Sản phẩm này có thành phần hóa học tương tự như
sữa nguyên ngoại trừ hàm lượng photpholipid trong màng bao xung quanh các hạt
cầu béo bị giảm đi.
Nhằm mục đích đa dạng hóa sản phẩm, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người
tiêu dùng, các nhà sản xuất đã đưa ra thị trường sản phẩm sữa thanh trùng có bổ sung
thêm hương trái cây (hương dâu, cam, thơm,…), hương vanile,… Từ đó, ta có thể gọi
tên sản phẩm như tên hương liệu bổ sung như sữa dâu thanh trùng, sữa cam thanh
trùng…
II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG
II.1. Sữa tươi
II.1.1. Nguồn cung cấp sữa tươi.
Trong những năm gần đây, việc chăn nuôi bò lấy sữa ngày càng được mở
rộng, sản xuất sữa tươi tăng đáng kể. Ví dụ điển hình là lượng sữa tươi được thu mua
từ công ty sữa Việt Nam tăng từ 1 triệu lít năm 1991 lên 24 triệu lít năm 1997. Tuy
nhiên, việc phát triển đàn bò sữa giống còn gặp một số khó khăn (do giống nhập từ
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 3
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
nước ngoài lại phải thích nghi với điều kiện khí hậu ở Việt Nam), do đó lượng sữa
tươi cung cấp vẫn chưa đủ cho nhu cầu sản xuất vì vậy việc nhập nguyên liệu từ
nước ngoài để chế biến các sản phẩm sữa cho tiêu dùng vẫn đang tiếp diễn và sẽ còn
kéo dài trong những năm tới.
II.1.2. Tính chất vật lý.
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước,
có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét. Sữa có những tính chất sau:
• Mật độ quang ở 15
0
C là: 1,030 ÷ 1,034
• Tỷ trọng ở 15,5

0
C: 1,0306 (g/cm
3
)
• Điểm đông: - 0,54
0
C ÷ - 0,59
0
C
• pH : 6,5 ÷ 6,7
• Độ acid tính bằng độ Dornic (
0
D):16 ÷ 18 (decigam acid lactic/ 1 lít sữa)
• Chỉ số khúc xạ ở 20
0
C là: 1,35
II.1.3. Thành phần hoá học.
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.
Nước
Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng nhất, chiếm tỉ lệ 9/10 của thành
phần sữa, còn lại là tổng các chất khô (chiếm 125 – 130g/lit sữa)
Gồm nước tự do (chiếm 96 – 97%) và nước liên kết (3 – 4%).
Protein
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 4
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ

Protein của sữa cũng do các axit amin trùng ngưng với nhau tạo nên. Vì thế,
khi protein chịu tác dụng của enzyme proteinaza sẽ tạo thành đầu tiên là các peptid và
cuối cùng là các axit amin.
Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau:
• Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,
lactoperoxydase…
• Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các
caseinnat và canxi phosphat.
Chất béo
Chất béo trong sữa chiếm khoảng từ 3 – 5,2% (khoảng trên dưới 40g trong 1
lít sữa) trong đó gồm 2 loại:
• Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit) có hàm lượng 35 – 45 g/l gồm acid béo
no và không no: axit oleic, acid palmitic, acid stearic.
• Chất béo phức tạp trong sũa có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi
chung là phosphoaminolipid, đại diện là lexitin và xephalin.
Đặc tính lý – hoá của chất béo:
• Mật độ quang ở 15°C: 0,91 – 0,95
• Điểm nóng chảy: 31 - 36°C
• Điểm hoá rắn: 25 - 30°C
• Chỉ số iod: 25 – 45
• Chỉ số xà phòng hoá: 218 – 235
Đường lactoza
Đường có trong sữa chủ yếu là đường lactoza, do đó lactoza còn được gọi là
đường sữa. Trung bình trong mỗi lít sữa chứa khoảng 50g lactoza (tương đương
4,7%) và tồn tại dưới 2 dạng α -, β - lactoza. Trong sữa, đường lactoza luôn ở trạng
thái hoà tan. Ngoài lactoza trong sữa còn có glucoza, galactoza, fructoza, maltoza.
Các chất khoáng
Các chất khoáng có trong sữa không nhiều, nhưng sự có mặt các chất khoáng
đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của sữa.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 5

GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
Vitamin
Sữa là một loại thức ăn chứa rất nhiều loại vitamin nhưng hàm lượng vitamin
trong sữa không cao lắm. Các vitamin này thuộc 2 nhóm:
• Nhóm tan trong chất béo: A, D, E.
• Nhóm tan trong nước: B
1
, B
2
,B
6
, B
12
, PP,H, C.
Các chất miễn dịch
Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau, các chất miễn dịch này có tác
dụng bảo vệ sữa khỏi bị hư hỏng. Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng
chúng đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể.
Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy ở nhiệt độ 65 – 70
0
C. Trong sữa có các chất
miễn dịch như antioxin, opsonin, bacteriolyzin, precipitin, aglutimin, ngoài ra sữa còn
chứa một lượng nhỏ bạch cầu.
Các chất khí
Trong sữa tồn tại các chất khí như CO
2
(chiếm 50 – 70%), O
2
(chiếm 5 –
10%), NO

2
(chiếm 20 – 30%). Ngoài ra trong sữa còn phát hiện có Ca
2
NH
3
.
Trong quá trình bảo quản và chế biến sữa, hàm lượng các chất khí này thay
đổi. Sự có mặt của các khí này gây khó khăn khi gia nhiệt, làm sữa dễ trào bọt khi
khử trùng.
Enzyme
Sữa có chứa nhiều loại enzyme nhưng việc nghiên cứu chúng còn khó khăn
bởi lẽ việc chiết tách các enzym tự nhiên có trong sữa hoặc các enzyme có trong các
loại vi sinh vật có mặt trong chất lỏng không phải dễ dàng tuy biết rằng các enzyme
đó có lợi ích lớn trong công nghiệp. Chúng ta nghiên cứu các loại enzym sữa theo sự
sắp xếp chung đại diện cho hai loại enzyme thuỷ phân và enzyme oxy hoá sinh học.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 6
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
• Các loại enzyme thuỷ phân: chúng thuỷ phân các chất khác nhau, trong sữa
các enzyme đặc trưng thuộc loại này như: lipaza, phosphotaza kiềm, galactaza và
amylaza.
• Các enzyme oxy hoá sinh học: loại enzyme này bao gồm tất cả các loại
enzyme tham gia vào các quá trình oxy hoá sinh học. Trong số các enzyme này cần
phải kể đến: reductaza, lactoperoxydaza và catalaza.
Sắc tố trong sữa
Sữa và mỡ có màu là do sự có mặt của nhóm carotenoit mà đại diện là carotin.
Hàm lượng carotin trong trong sữa mùa hè 0,3 – 0,6 mg/kg, mùa đông 0,05 – 0,2
mg/kg
Trong sữa còn các sắc tố xanh là clorofin. Màu xanh vàng của nước sữa là do
lactoflavin
Màu trắng của sữa là do sự khuếch tán ánh sáng bởi các mixen protein.

II.1.4. Hệ vi sinh vật trong sữa
Trong sữa có rất nhiều loại vi sinh vật từ những nguồn gốc khác nhau. Trong
chúng, một số có ý nghĩa tích cực, một số vô hại, một số gây hư hỏng sữa và các sản
phẩm sữa, một số gây bệnh cho người tiêu dùng.
 Các vi sinh vật bình thường của sữa
Vi khuẩn
• Nhóm vi khuẩn lactic: là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococus
lactic và S.cremoris đều là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên. Một vài chủng của loài
này sản sinh các chất kháng sinh
• Nhóm trực khuẩn đường ruột Coli-aerogenes
• Vi khuẩn butyric (Clostridium)
• Vi khuẩn propionic
• Vi khuẩn gây thối
• Các vi khuẩn hoại sinh khác trong sữa : đa số các vi khuẩn này có
hại cho việc bảo quản sữa.
• Tụ cầu khuẩn Staphylococcus làm đông sữa rất nhanh.
• Tetracoccus phát triển kém trong sữa và không thể làm đông sữa được.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 7
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
• Bacillus megatherium, Bacilluemycoides phát triển tốt trong sữa, hoà tan
các cục sữa.
• Bacillus sporogenes phát triển trong sữa gây pepton hóa nhanh chóng
casein của sữa nhưng không làm đông sữa.
Nấm men
Các loài nấm men trong sữa gồm có Saccharomyces, Mycoderma, Torula.
Trong số chúng có những loài có khả năng tạo bào tử, có những loài thì không; chúng
lên men đường lactoza tạo acid cacbonic và rượu. Một số nấm men thuộc loài
Mycoderma có khả năng tạo enzym phân hủy protein và lipid tạo nên trong các sản
phẩm sữa vị đắng khó chịu.
Nấm mốc

Nấm mốc tiết ra enzym proteaza có khả năng phân giải protein và lipaza phân
giải lipid nên thường gây vị đắng trong các sản phẩm sữa. Nấm mốc thường phát
triển sau nấm men, vì thế người ta thường thấy chúng trong các sản phẩm sữa bị hỏng
nặng hay trên phomat mềm.
Một số loài nấm mốc có trong sữa như Endomyces lactic, giống Mucor,
Rhizopus, Aspergillus, Penicillium, Oidium Geotrichum, Oide và Monilia.
 Các vi sinh vật không bình thường trong sữa
Các vi khuẩn gây hư hỏng sữa chủ yếu thâm nhập vào sữa từ hệ vi sinh vật ở
vú.
Vi sinh vật gây bệnh : Các vi sinh vật chủ yếu từ động vật cho sữa truyền sang
người tiêu dùng. Một số vi sinh vật gây bệnh từ người bệnh qua sữa sang người
tiêu dùng. Đặc trưng Samonella typhi, Samonella paratyphi, Shigella
dysenterial…
Phương pháp hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào sữa khi sữa vừa
mới được vắt
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 8
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
Sữa sau khi được vắt hầu như không được sử dụng tươi ngay tức thời hay đem
chế biến ngay mà phải lưu lại một thời gian sau khi vắt và vận chuyển sữa khỏi nông
trại. Do đó trong giai đoạn này nhất thiết sữa phải được bảo quản trong những điều
kiện nhất định nhằm ổn định chất lượng ban đầu của sữa vì nếu không thì sữa rất dễ
bị nhiễm vi sinh vật do sữa là một môi trường chứa rất nhiều chất dinh dưỡng thích
hợp cho vi sinh vật phát triển.
II.2. Sữa bột
Do nhu cầu sử dụng các sản phẩm sữa ngày càng cao mà năng lực sản xuất
sữa tươi không phải lúc nào cũng đáp ứng đầy đủ. Vì vậy, sử dụng sữa bột nguyên,
sữa bột gầy và dầu bơ để sản xuất là giải pháp tích cực.
Sữa bột là sản phẩm được sản xuất từ sữa tươi bằng phương pháp sấy để tách gần
như toàn bộ nước (độ ẩm 4%), gồm sữa bột gầy và sữa bột béo.
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 9

GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
II.3. Các nguyên liệu khác
Cream: m = 35-40%, Min 12%
Đường
Nước: độ cứng mã 5°DH
Đồng: max 0,05 mg/lit
Sắt: max 0,1 mg/lit
III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 10
STT Các chỉ tiêu Các thông số Tiêu chuẩn
1 Cảm quan Màu sắc Màu kem nhạt, hồng đều
Mùi vị Mùi thơm tự nhiên, ngọt mát
Trạng thái Hạt nhỏ, mịn, không vón cục,
không nhiễm tạp trùng, tạp chất
2 Hóa lý Hàm lượng chất béo 1%
Độ hòa tan 97-99.5%
Độ ẩm 3.5%
pH sữa hoàn nguyên 6.6-6.7
Độ acid 16-19
o
T
Hàm lượng Pb ≤ 0.5mg/kg
Hàm lượng As ≤ 0.5mg/kg
3 Vi sinh vật VSV tổng số <26.000 khuẩn lạc/1g sữa bột
Coliform, E.coli Không có
Samonella,
staphylococus
Không có
Aflatoxin Không có
Nấm men và nấm

mốc
Không có
4 Bảo quản Đóng trong bao bì kín, có khả năng chống thấm cao
GVGD: Ths. Bùi Thị Minh Thuỷ
III.1. Quy trình
III.2. Giải thích quy trình
III.2.1. Chuẩn hoá
Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa
Cách tiến hành:
Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp, ta sẽ bổ sung thêm cream
vào. Lượng chất béo trong cream tối thiểu không thấp hơn 12% và thường dao động
35-40%. Phương pháp tính tỉ lệ phối trộn như sau:
Công Nghệ Sản Xuất Sữa Thanh Trùng Page 11
Rót sản phẩm
Bảo quản lạnh
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hóa
Bài khí
Đồng hóa
Thanh trùng
Sữa thanh
trùng
Bao bì vô
trùng