Quy trình sản xuất sữa chua công nghiệp

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN NGUYÊN TÀI LIỆU --------------------------------- 4
1. Tổng quan sản phẩm ------------------------------------------------------------------ 4
1.1 Giới thiệu sản phẩm ------------------------------------------------------- 4
1.2 Nguồn gốc của sữa chua -------------------------------------------------- 4
1.3 Phân loại sữa chua --------------------------------------------------------- 4
1.4 Lợi ích sữa chua------------------------------------------------------------ 5
2. Tổng quan nguyên liệu ---------------------------------------------------------------- 6
1.1 Nguyên liệu chính --------------------------------------------------------- 6
1.2 Nguyên liệu phụ ----------------------------------------------------------- 16
1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu --------------------------------------------------- 17
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ----------------------------------------- 19
1. Quy trình công nghệ ------------------------------------------------------------------- 19
1.1 Sơ đồ quy trình ------------------------------------------------------------ 20
1.2 Thuyết minh quy trình ---------------------------------------------------- 21
Nhập nguyên liệu -------------------------------------------------- 21
Phối trộn ------------------------------------------------------------ 21
Lọc ------------------------------------------------------------------- 21
Bồn cân bằng ------------------------------------------------------- 22
Xử lý nhiệt ---------------------------------------------------------- 22
Đồng hóa 1 --------------------------------------------------------- 22
Thanh trùng 1 ------------------------------------------------------ 22
Làm lạnh 1 ---------------------------------------------------------- 23
Giai đoạn 1 -------------------------------------------- 23
Giai đoạn 2 -------------------------------------------- 23
1

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

Giai đoạn 3 -------------------------------------------- 23
Ageing --------------------------------------------------------------- 23
Đồng hóa 2 --------------------------------------------------------- 23
Thanh trùng 2 ------------------------------------------------------ 23
Làm nguội ---------------------------------------------------------- 24
Giai đoạn 1 -------------------------------------------- 24
Giai đoạn 2 -------------------------------------------- 24
Lên men ------------------------------------------------------------- 24
Làm lạnh 2 ---------------------------------------------------------- 26
Bồn rót -------------------------------------------------------------- 26
Đóng gói, dán nhãn, vô thùng ------------------------------------ 26
2. Các yếu tố gây hại đến sản phẩm: -------------------------------------------------- 27
1.1 Yếu tố vi sinh vật ---------------------------------------------------------- 27
1.2 Yếu tố khác ----------------------------------------------------------------- 29
3. Thiết bị ----------------------------------------------------------------------------------- 29
1.1 Thiết bị đồng hóa ---------------------------------------------------------- 30
1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt ----------------------------------------------------- 31
1.3 Thiết bị lên men ------------------------------------------------------------ 34
1.4 Thiết bị phối trộn ---------------------------------------------------------- 35
1.5 Máy rót ---------------------------------------------------------------------- 36
1.6 Máy đóng hộp -------------------------------------------------------------- 37
4. Một số sản phẩm sữa chua (yogurt) trên thị trường Việt Nam --------------- 38

2

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Khi nói đến một số thực phẩm có giá trị dinh dưỡng quý giá cho sức khỏe của
người tiêu dùng, thì ta không thể không nhắc đến sữa chua. Sữa chua rất giàu giá trị dinh
dưỡng, nó giúp giảm stress, tăng cường hệ miễn dịch, chống lão hóa, là thực phẩm làm
đẹp không thể thiếu cho phái đẹp… Sữa chua còn được biết đến nhiều nhất như là sản
phẩm thực phẩm hiệu quả trong vai trò tăng cường hoạt động cho hệ tiêu hóa.
Hiện nay, sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường rộng lớn trên khắp thế giới,
người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ vì giá trị dinh dưỡng mà còn các ưu
điểm như giá thành rẻ, thông dụng dễ tiêu dùng và đặc biệt là hương vị đặc trưng mà các
vi sinh vật lên men lactic trên sữa mang lại cho sữa chua.
Với những lợi ích về dinh dưỡng và sức khỏe mà sữa chua đã đem lại. Vì vậy
nhóm quyết định chọn đề tài sữa chua để làm cho đồ án 1.
Chân thành cảm ơn thầy Trần Đình Nam đã giúp đỡ nhóm chúng em hoàn thành
tốt bài đồ án này, do kiến thức còn hạn chế nên có phần sai sót mong thầy thông cảm, bỏ
qua cho nhóm chúng em. Chúc thầy có thật nhiều sức khỏe và thành công trong công
việc. Chân thành cảm ơn thầy.

3


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1. Tổng quan sản phẩm:
1.1 Giới thiệu sản phẩm:
Sữa là nguồn dinh dưỡng vô cùng lớn, chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng quý
báo cần thiết cho cơ thể con người như protein, khoáng và vitamin, .v.v…Sữa chua được
làm từ sữa bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được cho lên men với các chủng vi khuẩn có
lợi cho đường ruột như Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus giúp
chuyển hóa đường sữa thành axit lactic để tạo ra
độ chua cho sữa chua hấp dẫn. Đây là một sản
phẩm rất thông dụng và phổ biến trong thị
trường hiện nay, không những cung cấp hầu hết
các chất dinh dưỡng và ngoài ra còn mang đến
những lợi ích về mặt y học cho con người.

1.2 Nguồn gốc của sữa chua:
Sữa chua ra đời khoảng 2000 năm trước, có nhiều giả thuyết cho rằng sữa chua
khởi nguồn từ vùng Lưỡng Hà đã vô tình phát hiện ra. Thời kỳ đó, đã bắt đầu thuần hóa
và chăn nuôi gia súc, họ đã dùng bao tử cừu để chứa và vận chuyển sữa tươi sau khi thu
hoạch được. Với sự kết hợp ngẫu nhiên của nhiệt độ trong quá trình vận chuyển đã làm
cho sữa lên men tự nhiên làm cho sữa trong chiếc túi cô đặc lại và có vị chua lạ. Sau này,
ở Ấn Độ người ta sử dụng sữa chua như một vị thuốc để chữa bệnh đường ruột. Còn ở
khu vực Trung Á, họ cũng đã bắt đầu sử dụng sữa chua từ hơn 4000 năm trước. Thời Ai
Cập cổ, những phụ nữ trong cung đình đã dùng sử dụng sữa chua để làm đẹp để tẩy tế
bào chết, chống lão hóa và giữ gìn làn da tươi sáng, mịn màng. Năm 1910, nhà bác học
người Nga - Ilya Metchnikoff đã đạt giải Nobel chứng minh được vai trò của sữa chua
đối với sức khỏe con người. Từ đó, sản phẩm sữa chua đã được phát triển rộng rãi trên
toàn thế giới.

1.3 Phân loại sữa chua:
Sản phẩm sữa chua (yaourt) có thể được phân loại như sau:

4


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Yaourt truyền thống (Set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy
trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa sau khi được xử lí đem cấy giống rồi được rót
vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu
trúc đặc trưng cho sản phẩm.
 Yaourt dạng khuấy (Stirred type): khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau
quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trình sản
xuất yaourt dạng khuấy, sữa được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên
dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy sẽ
không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống.
 Yaourt dạng uống (Drinking type): khối đông xuất hiện trong sản phẩm
sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng, người
tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử
dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của
khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.

1.4 Lợi ích của sữa chua:
 Nhiều vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa:
 Trong mỗi hộp sữa chua đều có chưa men vi sinh có lợi cho đường
tiêu hóa. Giúp hạn chế các vi khuẩn gây hại cho hệ tiêu hóa, vì vậy nên ăn nhiều sữa
chua để nhận được nhiều men vi sinh có lợi cho tiêu
hóa hoặc tăng cường hệ thống miễn dịch.
 Giữ ổn định trọng lượng cơ thể:
 Theo nghiên cứu của Trung tâm

Y tế Đại học Tennessee, Knoxville cho thấy những
người bổ sung đầy đủ canxi sẽ có xu hướng tăng cân
ít hơn và chậm hơn so với những người khác. Do đó,
cách đơn giản nhất để bổ sung canxi cho cơ thể là ăn
sữa chua.

5


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Giúp xương chắc khỏe:
 Hàm lượng canxi trong sữa khá cao, do vậy, nếu thường xuyên ăn
sữa chua bạn sẽ tăng cường sức khỏe của xương và ngăn ngừa loãng xương.
 Giảm viêm:
 Các vi khuẩn lactobacillus trong các loại sữa chua có thể giúp làm
giảm tình trạng viêm xảy ra khắp cơ thể, đặc biệt là ở những người bị viêm khớp.
 Tóm lại, trong sữa chua có chứa nhiều vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa hoặc
tăng cường hệ thống miễn dịch. Bên cạnh đó, sữa chua còn giúp cung cấp cho cơ thể một
nguồn vitamin quan trọng như vitamin B5, B12, chứa nhiều canxi, vitamin D. Ngoài ra,
các acid lactic trong sữa chua giúp bảo vệ nướu răng. Sữa chua là một nguồn giàu protein,
nên sử dụng nó hàng ngày để tăng cường sức khỏe cơ thể.

2. Tổng quan về nguyên liệu:
1.1 Nguyên liệu chính:
 Sữa bò tươi:
 Sữa tươi là các loại sữa động vật (bò sữa, dê,
cừu,...) ở dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến

hoặc chỉ mới qua sơ chế và chưa được tiệt trùng hay thanh
trùng. Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao.
Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và
dễ hấp thụ. Ngoài các thành phần chính là protein, lactose,
lipid, khoáng chất, và tất cả các loại vitamin thiết yếu, các
enzim và các nguyên tố vi lượng không thể thay thế.
 Protein của sữa có chứa nhiều và hài hòa các
acid amin cần thiết. Hàm lượng muối canxi và phốt pho trong
sữa cao, giúp cho quá trình tạo thành xương, các hoạt động
của não. Một ly sữa cung cấp gần 30% lượng canxi và hơn 23% phốt pho cần thiết.

6


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Ở nước ta, sữa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực
phẩm. Sữa bò tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt. Và các
yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi là:
 Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh.
 Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin,…)
 Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và
vệ sinh dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa.
 Tính chất vật lý của sữa bò:
 Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và
một số chất khoáng trong sữa tạo nên.
 Sữa có màu trắng đục đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng
beta – carotene có trong chất béo của sữa.

 Sữa có mùi đặc trưng.
 Tỷ trọng của sữa biến thiên từ 1.028 – 1.038 (g/l)
 pH biến thiên từ 6.5 – 6.8
 Độ acid từ 0.14 – 0.18% acid lactic

7


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Thành phần hóa học của sữa bò tươi:
 Nước:
 Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan
trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng
sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%/ lít sữa.
 Lipit:
 Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa.
Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng.
 Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Trong thành
phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và
còn lại là acid béo chưa no. Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiều acid béo dễ
hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic). Chất béo của sữa cũng dễ xảy ra những quá trình
phân hủy làm thay đổi thành phần và tính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy
hóa,… làm giảm dần chất lượng của sữa và nhiều khi làm hỏng sữa.
 Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của sữa còn có photphatit và một
số chất khác nhưng hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5 – 0.7g trong một
lít sữa, trong đó chủ yếu là lexitin.
 Protein:

 Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Hàm
lượng protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới
hạn 3.0 – 4.6%. Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3 – 3.5%.
 Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần
protein của sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin
không thay thế được như: valin, lơxin, izolơzin, metionin, treonin, phenylalanin,
triptophan và lyzin.
 Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%,
lactalbumin chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong
sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể.
8


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Casein là nhóm protein chủ yếu trong protein của sữa. Nó bao gồm
nhiều loại casein khác nhau: 𝛾 casein, 𝛽 casein, 𝜅 casein, 𝛼 casein là thể phức hợp
phosphoryl. 𝛽 – casein là thành phần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong
sữa người.
 Lactoglobulin: còn gọi là globulin của sữa. Hàm lượng
lactoglobulin trong sữa khoảng 0.1% theo khối lượng và chiếm tỉ lệ 3% so với lượng
protein chung. Trong sữa, globulin tồn tại dưới dạng keo và có độ phân tán kém hơn so
với albumin sữa khoảng 18.000. Globulin có 3 dạng đồng phân: 𝛽 glactoglobulin,
epglobulin và pseudogglobulin. Chúng khác nhau về khả năng hòa tan nước và tính
kháng trùng.
 Lactoalbumin: còn gọi là albumin của sữa. Hàm lượng lactoalbumin
trong sữa không nhiều khoảng 0.5 – 1.0% tùy từng loại sữa. Trong sữa non có nhiều
lactoalbumin hơn sữa thường. Khác với casein, lactoalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa

tan. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ. Trong môi trường acid, khi
tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh và mau. Các enzim làm đông tụ casein không có
khả năng làm đông tụ lactoalbumin. Sau khi đông tụ, lactoalbumin mất khả năng hòa tan
lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi.
 Gluxit:
 Gluxit có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong
sữa khoảng 4.5 – 5.1% tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng
4.9% Lactose ở trong sữa dưới dạng hòa tan.
 Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác. Lactose bị thủy
phân sẽ cho một phân tử glucose và một phân tử galactose.

C12H22O11
Lactose

C6H12O6 + C6H12O6
Glucose

Galactose

9


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen. Vì vậy khi khử trùng
sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫm
hơn lúc chưa khử trừng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của
protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm.

 Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid
lactic gọi là quá trình lên men lacitc.
 Chất khoáng:
 Hàm lượng chất khoáng trong sữa khoảng 0.6 – 0.8% tùy từng loại
sữa. Hàm lượng khoáng trong sữa bò khoảng 0.7%. Chất khoáng trong sữa có rất nhiều
loại như: kali, canxi, natri, magiê, sắt, mangan, iốt, nhôm, crôm,…Trong đó kali và canxi
nhiều nhất. Các loại muối khoáng ở trong sữa có nhiều loại, phổ biến là muối photphat,
clorua, citrat, caseinat…
 Vitamin:
 Sữa là thức uống có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể,
nhưng hàm lượng các vitamin không cao lắm. Số lượng và hàm lượng các loại vitamin
trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và
tuổi của các loại gia súc.
 Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin
A, D, E, K….), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…).
 Vitamin A có nhiều trong sữa, nhất là trong sữa non và có nhiều
trong các sản phẩm chế biến từ sữa nhất là trong bơ. Hàm lượng vitamin A trong sữa
khoảng 0.2 – 2 mg/l sữa. Hàm lượng vitamin A trong sữa nhiều hay ít thường phụ thuộc
vào hàm lượng carotene có trong thức ăn của gia súc.
 Vitamin D hàm lượng vitamin D trong sữa khoảng 0.002 mg/l sữa.
Vitamin D không bị biến đổi trong quá trình khử trùng sữa.
 Vitamin B1 trong sữa khoảng 0.4 mg/l sữa. Trong quá trình khử
trùng và bảo quản, hàm lượng vitamin B1 giảm dần, có thể giảm tới 15 – 20% hoặc hơn
nữa.
10


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Vitamin B2 trong sữa khoảng 1.7 mg/l sữa. Hàm lượng vitamin B2
có nhiều nhất là trong sữa non, những ngày vắt sữa tiếp theo thì hàm lượng vitamin B2
giảm dần.
 Vitamin B12 trong sữa khoảng 0.1 – 0.3 mg/l sữa.
 Vitamin PP trong sữa khoảng 1.5 mg/l sữa. Thức ăn của bò không
ảnh hưởng đến hàm lượng của vitamin PP trong sữa. Vitamin PP được tổng hợp ngay
trong cơ thể con bò.
 Vitamin C hàm lượng vitamin C trong sữa thay đổi trong một giới
hạnh rất rộng, khoảng 5 – 20 mg/l sữa. Trong sữa non có nhiều vitamin C, nhưng càng
về cuối thời kỳ tiết sữa lượng vitamin C trong sữa giảm dần. Trong quá trình khử trùng,
lượng vitamin C trong sữa giảm, đặc biệt là khử trùng có không khí thì hàm lượng
vitamin C giảm nhiều.
 Enzim:
 Các enzim là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa
học và ảnh hưởng đến giai đoạn và tốc độ của phản ứng. Enzim xúc tác phản ứng mà
không bị biến đổi về hàm lượng nên được gọi là xúc tác sinh học. Hai yếu tố ảnh hưởng
mạnh đến tính chất của enzim là nhiệt độ và pH. Nhiệt độ thích hợp của enzim là 25 –
500C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của enzim, nhiệt độ cao làm phân hủy enzim.
Trong sữa có nhiều loại enzim khác nhau, chúng ảnh hưởng đến chất lượng của sữa và
các sản phẩm chế biến từ sữa.
 Enzim lipaza có tác dụng xúc tác quá trình thủy phân chất béo của
sữa, tạo thành glixerin, acid béo và một số sản phẩm khác. Những chất này gây cho sữa
có mùi vị lạ và làm giảm chất lượng của sữa. Nhiều vi sinh vật có khả năng sản xuất
enzim lipaza, đặc biệt là vi khuẩn bacillus sản xuất ra enzim lecithinase tấn công vào
hợp chất licethin, một loại phospholipids chứa trong màng hạt béo. Lecithin là hợp chất
của glycerol hai acid béo, acid phosphoric và choline, enzim lecithinase hydrate hóa hợp
chất này thành diglycerid và phosphoryl choline.

11

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Enzim lactaza đường lactose thuộc nhóm hydratcacbon, là nguồn
năng lượng lớn trong chế độ ăn. Nó phân hủy thành những hợp chất có năng lượng cao,
có thể tham gia vào các phản ứng sinh học, hydratcacbon là nguyên liệu tổng hợp nên
các hợp chất hóa học quan trọng trong cơ thể. Lactose bị tấn công bởi vi khuẩn lên men
lactic, vi khuẩn này sản sinh ra enzim phân hủy lactose gọi là lactaza thành glucose và
galactose. Galactose chuyển thành các acid khác nhau trong đó có acid lactic rất quan
trọng. khi sữa bị chua tức là đã có sự lên men lactose thành acid lactic. Nếu sữa bị xử lý
nhiệt độ cao và lưu ở nhiệt độ đó, nó trở nên có màu nâu và có vị caramel, quá trình này
gọi là caramel hóa và là kết quả của phản ứng giữa lactose và protein gọi là phản ứng
maillard.
 Lactose:
 Sữa bò chứa khoảng 4.6% đường lactose, là loại đường chỉ tìm thấy
trong thành phần của sữa. Nó thuộc nhóm chất hydratcacbon, là disaccharide chứa hai
monosaccharit là galactose và glucose. Đường lactose tan trong nước dưới dạng phân tử
trong dung dịch. Lactose ít ngọt hơn 30 lần so với đường mía.
 Các chất miễn dịch:
 Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau. Các chất miễn dịch
có tác dụng bảo vệ sữa khỏi sự hư hỏng. Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều
nhưng nó đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể. Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy bởi
nhiệt độ (65-700C).
 Hệ vi sinh vật trong sữa:
 Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa:
 Trên bầu vú của động vật cho sữa nó là nơi có nhiều loại vi sinh vật
khác nhau cư ngụ trên đó. Chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. Trong

quá trình vắt một số vi sinh vật sẽ bị rơi vào bình chứa làm cho sữa bị nhiễm vi sinh vật.
Vì vậy, ta cần vệ sinh bầu vú và các khu vực lân cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn
chế số lượng vi sinh vật bị nhiễm vào sữa.
12


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

Vi khuẩn hiện diện xung quanh
bầu vú động vật

GVHD: Trần Đình Nam

Vi khuẩn xâm nhập vào bên trong
bầu vú

 Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa: vi sinh vật tồn tại ở khắp mọi
nơi nên dễ dàng lây nhiễm vào sữa. Do đó, cần phải đảm bảo vệ sinh môi trường nơi vắt
sữa.
 Hệ vi sinh vật:
 Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng luôn thay đổi. Trong đó các vi sinh vật có
thể chia làm 2 nhóm chính: prokaryote và eukaryote.
 Prokaryote
 Nhóm vi sinh vật prokaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Đại diện quan trọng cho
nhóm prokaryote là vi khuẩn (bacteria).
 Các nhóm nhóm vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, coliforms, vi
khuẩn sinh axit butyric, vi khuẩn sinh axit propionic và các vi khuẩn gây thối.

13

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là
25 - 47OC. Để tồn tại trong môi trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất
lactose.

 Men cái:
 Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic.
Lên men lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic
lên men đường lactoza có trong sữa để tạo thành axit lactic. Để tiến trình lên men nhanh
và ổn định, người ta cho thêm loại vi khuẩn Leuconostoc hoặc nấm mốc.
 Lên men Lactic đồng hình
Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90 - 98% tổng sản phẩm lên
men, sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO2, axetoin…
 Lên men Lactic dị hình
Còn gọi là lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic
còn nhiều sản phẩm phụ: axit acetic, rượu ethylic, CO2, dextran…
Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi sinh
vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
o Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus):

14


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 500C trong môi
trường có độ axit cao. Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường
lactose.

o Streptococcus thermophilus(S. thermophilus):
Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở
nhiệt độ 37 - 400C. Đây cũng là vi khuẩn lactic chịu
nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ đun
nóng đến 650C trong 30 phút nhưng chỉ phát triển được
trong môi trường axit thấp hơn L. bulgaricus.
Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng
khi nuôi cấy chung, tốc độ sản sinh ra axit của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi riêng.
Streptococcus thermophilus phát triển
nhanh và tạo ra cả axit lần khí CO2. CO2 và
formate tạo ra kích thích cho L. bulgaricus phát
triển. Mặt khác, hoạt động thủy phân protein của
L. bulgaricus tạo ra peptide và axit amin cần cho
sự phát triển của Streptococcus thermophilus.

15


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

Những vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình thành hương vị và cấu trúc của
sữa chua. Khối lượng sữa chua đông tụ trong quá trình lên men do pH giảm xuống.
-

S. thermophilus chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu khoảng 5.0

-

L. bulgaricus làm giảm pH xuống thấp hơn nữa (khoảng 4.0)
Những sản phẩm sau quá trình lên men tạo được hương vị của sữa chua:
-

Axit lactic

-

Acetaldehyde

-

Axit acetic

-

Diacetyl

1.2 Nguyên liệu phụ:
 Chất tạo ngọt:
 Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta thường bổ sung đường
(glucose,saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến. Đường có thể bổ sung trực tiếp
hoặc dưới dạng pureé trái cây. Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các
nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là aspartame.
 Chất ổn định:

 Chất ổn định được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua,
như tạo độ gel bền vững làm cho sữa không bị tách lớp trong quá trình bảo quản. Chất
bảo quản được sử dụng cần đạt một số yêu cầu sau:
 Không độc hại đối với sức khoẻ con người.

16


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Chế phẩm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ có
thẩm quyền.
 Các chất ổn định được sử dụng phổ biến trong sản xuất sữa chua là pectin,
gelatin thực phẩm, chất ổn định E142, chất ổn định E471 (di- hoặc mono- glyceride của
acid béo)
 Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần
tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là
pectin hòa tan và protopectin không hòa tan. Dưới tác dụng của axit, enzyme
protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin.
 Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là
galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20000 - 200000 đvC. Hàm lượng
pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH
môi trường từ 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.

1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu:
 Sữa bò tươi:
 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 như:
 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 phải thật tươi.
 Kho, thiết bị và dụng cụ đựng phải sạch sẽ.
 Tiêu chí về cảm quan:
 Màu sắc: màu đặc trưng của sữa tươi là màu trắng đục.
 Mùi vị: mùi vị thơm ngon đặc trưng của sữa tươi, không có mùi vị
lạ.
17


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp.
 Chất tạo ngọt:
 Các chỉ tiêu của đường cát trắng RE:
 Chỉ tiêu cảm quan: vị ngọt không có mùi vị lạ, màu sắc trắng sáng,
trạng thái đồng đều, không vón cục, không lẫn tạp chất.
 Chỉ tiêu hóa lý:
 Hàm lượng đường sacaroza tính bằng % chất khô: >99.7%.
 Độ ẩm <0,05%
 Hàm lượng đường khử tính bằng %: <0.08%
 Hàm lượng tro tính bằng % chất chô: <0.05%
 pH >6
 Dư lượng SO2 < 7 mg/kg
 Cỡ hạt trung bình: 0.6 – 0.9 mm

 Trái cây các loại như thơm, dâu, sơri, táo… được bổ sung vào yaourt
thường dưới dạng puree. Có hai dạng puree:
 Puree tự nhiên (không có bổ sung thêm đường)
 Puree có bổ sung thêm đường.
Hàm lượng đường trong puree thường chiếm 50 – 55%.
 Chất ổn định:
 Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững, tăng giá trị cảm
quan cho sản phẩm.
 Chất phụ gia đưa vào sản phẩm phải đạt các yêu cầu 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 lương thực thế giới
(FAO), tiêu chuẩn Việt Nam.

18


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Quy trình công nghệ:
1.1 Sơ đồ quy trình:

19


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

Sữa bò tươi, bột sữa
gầy, bột sữa 25% béo,
nước gia nhiệt

Phối trộn

Đồng hóa 2

Lọc

Thanh trùng 2

Bồn cân bằng

Làm nguội

Xử lý nhiệt

Lên men

Đồng hóa 1

Làm lạnh 2

Thanh trùng 1

Làm lạnh 1

Ageing

Men cái

Bồn rót

Đóng gói, dán nhãn

Vô thùng

Sữa
chua

20


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

1.2 Thuyết minh quy trình:
 Nhập nguyên liệu (Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo, nước gia
nhiệt):
 Tại mỗi cơ sở sản xuất đều có bộ phận thu nhận sữa nguyên liệu và kiểm
tra chất lượng sữa được đưa đến nhà máy theo những giờ nhất định. Thường là buổi sáng
và chiều. Cần phải kiểm tra và thanh trùng các thiết bị chứa sữa nguyên liệu trước khi
nhập liệu sữa tươi.
 Khi nhập sữa, khuấy sữa thật đều, đo nhiệt độ, lấy mẫu kiểm tra các chỉ
tiêu hoá lý, chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu vệ sinh.
 Phối trộn:

 Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo, nước gia nhiệt được đưa đi phối
trộn để tạo thành thể đồng nhất.
 Hàm lượng bột sữa gầy và sữa bột tách béo sử dụng thường không cao hơn
3% so với khối lượng sữa tươi. Yêu cầu là phải dễ phân tán vào nước, hoà tan hoàn toàn
không để lại các hạt thô, không có những hạt bị cháy xém để lại màu nâu cho sản phẩm.
 Các chất ổn định được đưa vào để tạo trạng thái bền vững cho sữa, tạo
dạng gel bền vững, sản phẩm không bị tách lớp trong quá trình bảo quản.
 Có thể tiến hành theo các bước như sau: sữa tươi (2 – 3oC) → trộn hoàn
toàn → gia nhiệt (5 – 10 phút) → sữa 50oC → bột sữa gầy, bột sữa 25% béo → trộn
đường, chất ổn định (15 phút).
 Lọc
 Nhằm loại bỏ tạp chất trong quá trình vắt và vận chuyển, ngoài ra loại các
cục sữa bị vón cục lại trong quá trình hoàn nguyên bột sữa. Có thể sử dụng phương pháp
lọc cơ học.
 Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, sau đó là chuyển đến
bồn cân bằng.
21


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Bồn cân bằng
 Đảm bảo mực hỗn hợp ở mức cố định giúp quá trình sản xuất được liên
tục, giảm dao động của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào sản phẩm.
 Xử lý nhiệt
 Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt
dạng bảng mỏng hoặc ống lồng. Chế độ xử lý là 90-95oC trong 3-5 phút nhằm tiêu diệt
hoặc ức chế đến mức tối đa. Ngoài ra, quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein

sữa. Nhờ đó, trong qúa trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn
định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản sữa chua.
 Đồng hoá 1
 Nhằm ngăn chặn sự phân ly của kem trong quá trình ủ, lên me, giảm đường
kính trung bình của hạt béo vào trong micelle casein, tránh hiện tượng tách pha của chất
béo.
 Thanh trùng 1
 Mục đích: tiêu diệt các vi sinh vật không cần thiết hiện diện trong sữa, làm
cho sữa có môi trường dinh dưỡng tinh khiết thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật
yêu cầu.
 Dịch sữa được thanh trùng ở 62oC trong 30 phút. Quá trình nâng nhiệt độ
của sữa lên 62OC được thực hiện trong ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm
nhờ trao đổi nhiệt với nước nóng. Nhiệt độ thanh trung được điều khiển theo giá trị đã
cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động.
 Khi thành trùng Pasteur các 𝛽 - lactose globulin bị biến tính. Tuy nhiên
việc thanh trùng cũng kéo theo phản ứng Maillard, gây màu nâu và làm ảnh hưởng đến
cảm quản của sữa.
 Làm lạnh 1

22


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Dịch sữa sau thanh trùng 1 được làm lạnh xuống 4 – 8oC trong thiết bị trao
đổi nhiệt dạng tấm qua 3 giai đoạn.
 Giai đoạn 1:
 Sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi

nhiệt dạng tấm. Tại đây sữa dược làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị đi
vào đồng hóa 1.
 Giai đoạn 2:
 Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 của
thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.
 Giai đoạn 3:
 Sữa ra khỏi ngăn thứ 3 sẽ đi vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi
nhiệt dạng tấm để làm lạnh dịch sữa xuống 4 – 8oC.
 Ageing
 Dịch sữa được giữ ở 4 – 8oC trong 5 - 20 giờ để ổn định chất lượng dịch
sữa, làm cho các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng ổn định. Bồn ageing là loại bồn
2 vỏ có bảo ôn, sử dụng nước lạnh 1 – 3oC.
 Đồng hoá 2
 Giúp ổn định thành phần, hỗn hợp đồng nhất, tạo môi trường và điều kiện
thuận lợi cho các quá trình tiếp theo. Phương pháp thực hiện tương tự như đồng hoá 1.
 Thanh trùng 2
 Dịch sữa chua khi ra khỏi thiết bị đồng hóa 2 sẽ đi vào ngăn thứ 1 của thiết
bị trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với nước nóng và nâng nhiệt độ sữa tới 95oC. nhiệt độ
thanh trùng được điều khiển theo giá trị để cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động.
Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt dịch sữa sẽ được tuần hoàn về bồn cân bằng cho đến
khi nào nhiệt độ thanh trùng đạt. Sữa 95oC sẽ được dẫn vào ống lưu nhiệt độ trong thời
gian 5 - 10 phút.
23


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Làm nguội

 Dịch sữa sau thanh trùng được làm nguội xuống 45oC qua hai giai đoạn rồi
đưa vào bồn ủ.
 Giai đoạn 1:
 Sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi
nhiệt dạng tấm. Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị đi
vào quá trình đồng hóa 2.
 Giai đoạn 2:
 Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 và
nước lạnh ở ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để đạt nhiệt độ 45oC
 Lên men
 Để chuẩn bị giống vi khuẩn đưa vào giai đoạn lên men, ta phải tiến hành
nhân giống từ giống chuẩn lỏng hoặc khô từ phòng thí nghiệm. Trước hết người ta cấy
giống chuẩn vào sữa đã thanh trùng rồi nuôi ở nhiệt độ thích hợp. Giống chuẩn sẽ phát
triển làm sữa đông tụ lại. Nhờ vậy ta được giống cấp I. Tùy thuộc vào quy mô sản xuất
nhỏ hay lớn mà có thể chỉ dung giống cấp I hoặc từ giống cấp I mà nhân giống cấp II,
cấp III để sản xuất.
 Phương pháp nhân giống cấp II hoặc cấp III cũng tương tự như phương
pháp nhân giống cấp I. Độ axit của giống chuẩn bị từ Streptococcus thường khoảng 90
– 100oT là vừa, từ Lactobacillus thì hơi chua thêm một ít: 100 – 110oT. Tỉ lệ cấy giống
vào thùng lên men là 5%.
 Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 - 5% và được khuấy
đều. Nhiệt độ của dịch sữa trong bồn ủ lúc này là 43 – 44oC. Sau khi khuấy đều, tắt cánh
khuấy, quá trình lên men xảy ra. Sau khoảng 3 - 5 giờ, pH của dịch sữa sẽ giảm xuống
4.7 – 4.8 thì ngưng ủ.
 Các chuẩn vi sinh vật sản sinh ra axit lactic đồng thời các axit bay hơi, khí
CO2, dầu thơm, diaxetyl. Tạo cho sản phẩm có mùi đặc trưng.
24


Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua

GVHD: Trần Đình Nam

 Chuẩn bị và cấy chuẩn vi sinh vật:


Quá trình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng

hình trụ, nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 43oC. Quá trình được kết thúc khi độ chua
của canh trường đạt 85 – 90oC.


Giống vi khuẩn lactic sau khi hoạt hoá, được cấy bồn chứa sữa

nguyên liệu với tỷ lệ tối thiểu là 0.5% và tối đa là 7%. Sau quá trình nhân giống hoặc
hoạt hoá giống, nếu chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh để hạn chế sự gia tăng độ
chua của canh trường, từ đó có thể dẫn đến ức chế khả năng lên men của vi khuẩn
lactic.


Nếu giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh

đến 10 – 12oC; nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường
nên được duy trỳ ở 5oC.
 Hoạt hoá giống:


Nhằm rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi

khuẩn cần dùng.



Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hoá dao động từ 9 –

12%. Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cần được thanh trùng ở 90 – 950C trong
thời gian 30 – 45 phút.
 Lên men:


Lên men lactic là quá trình chính trong sản xuất sữa chua. Axit

lactic được tạo thành trong quá trình lên men theo theo phương trình sau:


Phương trình chung:

C12H22O11 + H2O
Lactose

NH2 – R(COO)2Ca + 2CH3CHOHCOOH
Cazeinat canxi

Acid lactic

4C3H6O3
Acid lactic

NH2 – R(COOH)2 + (CH3CHOHCOO)2Ca
Acid ceiseic

Canxi lactate

25