Đồ án: Công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỌC PHẦN
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
SỮA TƯƠI THANH TRÙNG

Giảng viên hướng dẫn: Lê Thị Hồng Ánh
Sinh viên thực hiện:

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

1

Hồ Ngọc Phúc

2005130181


LỜI MỞ ĐẦU
Sau khi chính thức ra nhập tổ chức thương mại thế giới WTO (2006), Nước ta
đang đứng trước nhiều cơ hội và thử thách để trở thành một nước có nền kinh tế
phát triển. Các ngành công nghiệp trong đó có công nghiệp thực phẩm được đầu tư
mạnh mẽ nhằm thúc đẩy kinh tế đất nước và chăm lo cho đời sống của người dân.
Sữa là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu. Theo nhiều nghiên cứu thì
protein trong sữa có thể đạt độ tiêu hóa tới 96 - 98%, Lipit sữa cũng chứa khá

nhiều nhóm acid béo khác nhau và một hàm lượng lớn các vitamin có lợi cho sức
khỏe. Ngoài ra, trong sữa có đầy đủ các nguyên tố khoáng, nhất là canxi và
photphos giúp hình thành xương và não bộ của trẻ em. Thường xuyên uống sữa
tươi hàng ngày giúp tăng cương sinh lực, cải thiện sức khỏe, đẹp da, chống lão
hóa, chống loãng xương…Do đó, Sữa là loại thực phẩm không thể thiếu trong
thực đơn hàng ngày của mỗi gia đình.
Tuy vậy, ở Việt Nam hiện mới chỉ có 10% dân số tiêu thụ 78% các sản phẩm từ
sữa (chủ yếu là trẻ em ở Hà Nội và TPHCM) với mức tiêu thụ bình quân là 9
kg/người/năm. Đây là một con số quá ít ỏi so với một số nước trong khu vực và
trên thế giới như Thái Lan (25kg), Pháp (130kg), Úc (320kg). Còn theo Tổ chức
lương thực thế giới FAO, nhu cầu về các sản phẩm sữa đang tăng nhanh ở các
nước đang phát triển (65,7kg/người/ năm 2009 và dự tính 67,2 kg/người/ năm
2010), song đã bão hoà ở các nước phát triển (248kg/người/năm 2009 và dự tính
247,6kg/người/ năm 2010). Việt Nam hiện là nước đứng thứ 3 về sản lượng sữa
trong khu vực (311 nghìn tấn năm 2009) nhưng là nước có tỷ lệ tăng trưởng cao
nhất (trung bình 24,7% mỗi năm trong giai đoạn 1997 - 2009). Do đó, triển vọng
của ngành sữa, đặc biệt là đối với sản phẩm sữa tươi của Việt Nam là rất lớn và sẽ
tăng cao trong thời gian tới.
Ngành công nghiệp sữa Việt Nam đang phát triển một cách rõ rệt. Nếu trước
những năm 90 chỉ có 1- 2 nhà sản xuất, phân phối sữa mà chủ yếu là sữa đặc và
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

2


sữa bột( nhập ngoại) thì đến nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội
địa và có thể chế biến thành 500 loại sản phẩm khác nhau. Trong đó, có 5 ngành
sản xuất chính là sữa tươi thanh trùng, sữa tươi tiệt trùng, sữa chua uống, sữa chua
ăn và sữa đặc.
Sữa tươi thanh trùng là sản phẩm được chế biến từ 100% sữa tươi, không bổ sung

thêm các thành phần khác vào trong sữa, nhiệt độ gia nhiêt thấp trong thời gian
ngắn. Do đó, sữa tươi thanh trùng lưu giữ được tối đa các thành phần dinh dưỡng
có trong sữa. Dòng sản phẩm này đang được người tiêu dùng khá ưa chuộng.
Sữa thanh trùng là sản phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu và thích hợp với mọi lứa
tuổi. Tuy nhiên, do nhiệt độ thanh trùng thấp trong thời gian ngắn nên vấn đề an
toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa thanh trùng đang được đặc biệt quan
tâm.
Do đó nên em chọn đề tài đồ án công nghệ chế biến là : “ Công nghệ sản xuất
sữa tươi thanh trùng”. Với đồ án này, cần làm rõ đầu tiên là về nguyên liệu, yêu
cầu nguyên liệu chính, phụ, tiếp đến là các quy trình trong sản xuất sữa tươi thanh
trùng, các thông số công nghệ cần quan tâm, các thiết bị chính, cần tính cân bằng
vật chất cho dây chuyền và cuối cùng là các yêu cầu, chỉ tiêu sản phẩm. Với đồ án
này cho chúng ta tìm hiểu rõ thêm và cụ thể về một dây chuyền sản xuất sữa tươi
thanh trùng, biết về các các quy trình, thông số kỹ thuật, thiết bị…trong một nhà
máy sản xuất sữa tươi thanh trùng.
Trong quá trình làm đề tài dù có nhiều cố gắng những kiến thức chuyên môn còn
chưa sâu lên khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy cô góp ý để em hoàn thiện
đồ án một cách tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

3


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Về thái độ, ý thức của sinh viên:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Về đạo đức, tác phong:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
3. Về năng lực chuyên môn:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Kết luận:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
…………Ngày:…., tháng:…., năm:….
Giảng viên hướng dẫn

DANH MỤC CÁC BẢNG:
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

4


ST
T

1

Kí hiệu

Tên bảng

Trang

Bảng
1.4.1

Tình hình tiêu thụ sữa ở một số nước trên thế
giới (kg/ người) năm 2000

13

2

Bảng
1.4.2

Dự báo sản lượng sữa của Việt Nam 20102020

15

3

Bảng
2.1.2

Một số chỉ tiêu vật lí quan trọng của sữa bò
tươi

17

4

Bảng
2.1.3.2

Thành phần chất béo có trong sữa bò

19

5

Bảng
2.1.3.6

Thành phần các vitamin trong sữa

24

6

Bảng
2.1.3.8

Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa

26

7

Bảng
3.3.1

Tổn thất trong quá trình sản xuất

35

8

Bảng
3.3.2.

Khối lượng nguyên liệu từng công đoạn

39

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

5


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

ST
T
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Kí hiệu
Hình
1.3.3. 1
Hình
1.3.3. 2
Hình
1.3.3. 3
Hình
1.3.3. 4
Hình
1.4.2
Hình
3.5.1.1
Hình
3.5.1.2
Hình
3.5.2

Hình
3.5.2.1. a
Hình
1.5.2.1. b
Hình
3.5.3.1. a.
Hình
3.5.3.1. b
Hình
3.5.3.2

Tên bảng

Trang

Sữa tươi thanh trùng TH true MILK

11

Sữa tươi thanh trùng VINAMILK

11

Sữa tươi thanh trùng Ba Vì

11

Sữa tươi thanh trùng Mộc Châu

12

Biểu đồ tình hình sản lượng chăn nuôi bò sữa và
sản lượng sữa sau năm 1990

16

Cấu tạo thiết bị ly tâm

43

Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm tách béo

44

Thiết bị bài khí
Thiết bị đồng hóa áp lực cao

44

Các bộ phận chính trong thiết bị đồng hóa 2 cấp

45

Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

46

Cấu tạo các tấm

47

Sơ đồ hoạt động của thiết bị thanh trùng dạng tấm

47

MỤC LỤ

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

6


PHẦN I.TỔNG QUAN................................................................................................10
1.1.

Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài.........................................................................10

1.1.1.

Mục tiêu đề tài.............................................................................................10

1.1.2.

Ý nghĩa của đề tài.........................................................................................10

1.2. Một số khái niệm về sữa.....................................................................................10
1.3. Tổng quan về sản phẩm sữa thanh trùng.............................................................11
1.3.1

Khái niệm.....................................................................................................11

1.3.2

Phân loại.......................................................................................................11

1.3.3

Một số sản phẩm trên thị trường...................................................................11

1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới và Việt Nam..............................13
1.4.1

Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới............................................13

1.4.2

Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa tại Việt Nam...........................................14

PHẦN II.CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU.......................................................................18
2.1. Sữa nguyên liệu..................................................................................................18
2.1.1.

Nguồn gốc....................................................................................................18

2.1.2.

Một số tính chất vật lí của sữa bò.................................................................18

2.1.3.

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sữa......................................19

2.1.3.1. Nước................................................................................................................ 19
2.1.3.2. Chất béo..........................................................................................................19
2.1.3.3. Protein.............................................................................................................21
2.1.3.4. Gluxit..............................................................................................................22
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

7


2.1.3.5. Enzyme............................................................................................................ 23
2.1.3.6. Vitamin............................................................................................................24
2.1.3.7. Các muối........................................................................................................25
2.1.3.8. Chất khoáng.....................................................................................................26
2.1.3.9. Các chất khác..................................................................................................27
PHẦN III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG......................31
3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng...................................................31
3.2.1.

Gia nhiệt 1....................................................................................................32

3.2.2.

Tiêu chuẩn hóa.............................................................................................32

3.2.3.

Gia nhiệt 2....................................................................................................32

3.2.4.

Bài khí..........................................................................................................33

3.2.5.

Đồng hóa......................................................................................................33

3.2.6.

Thanh trùng..................................................................................................34

3.2.7.

Làm lạnh......................................................................................................35

3.2.8.

Rót hộp vô trùng..........................................................................................35

3.2.9.

Sản Phẩm.....................................................................................................35

3.3. Tính toán cân bằng vật chất cho quy trình công nghệ.........................................36
3.3.1.

Tính cho 100kg sữa nguyên liệu..................................................................36

3.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị sản xuất chính................................43

3.5.1

Thiết bị ly tâm..............................................................................................43

3.5.2

Thiết bị đồng hóa.........................................................................................45

3.5.2.1.

Cấu tạo......................................................................................................45

3.5.2.2.

Nguyên lý hoạt động.................................................................................46

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

8


3.5.3

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm...................................................................47

3.5.3.1.

Cấu tạo......................................................................................................47

3.5.3.2.

Nguyên lý hoạt động.................................................................................48

Tài liệu tham khảo.......................................................................................................50

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

9


PHẦN I.

TỔNG QUAN

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài
1.1.1.

Mục tiêu đề tài

Mục tiêu đồ án này hướng tới là xây dựng nên một quy trình công nghệ sản xuất
sữa tươi thanh trùng với năng suất 20000 (tấn/ca sản xuất) hoàn chỉnh. Để xây
dựng nên một quy trình sản xuất sữa tươi thanh trùng này cần làm rõ các nội dung
về các nguyên liệu sử dụng, làm rõ về nguồn gốc, các thành phần hóa học, các chỉ
tiêu, cách bảo quản…xong nguyên liệu sẽ làm rõ tới sản phẩm sữa tươi thanh
trùng. Mục tiêu quan trọng nhất của đồ án này là xây dựng nên một quy trình công
nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng hoàn chỉnh, thuyết minh, tìm hiểu các thông số
kĩ thuật, thiết bị, làm rõ về các yếu tố ảnh hưởng, tính toán cân bằng vật chất, hao
hụt của sữa nguyên liệu khi đi qua các công đoạn xử lý.…Tóm lị mục tiêu của đề
tài là xây dựng nên quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng năng suất
20000 tấn/ca.

1.1.2.

Ý nghĩa của đề tài

Với nhu cầu cao của thị trường về các sản phẩm dinh dưỡng, và đặc biệt là sữa tươi
thanh trùng với giá trị dinh dưỡng rất cao, hầu như không có biến đổi nhiều so với
sữa tươi nguyên liệu. Với đồ án này đáp ứng nhu cầu của thị trường, đề ra một dây
chuyển sản xuất sữa tươi thanh trùng có thể góp phần xây dựng lên một nhà máy
sản xuất sữa tươi thanh trùng đáp ứng nhu cầu thị trường.
1.2. Một số khái niệm về sữa
1.2.1.

Sữa tươi nguyên liệu

Theo TCVN 7405: 2009: sữa tươi nguyên liệu là “Sữa được lấy từ động vật cho
sữa (bò, trâu, dê, cừu…) mà không bổ sung hoặc rút bớt các thành phần của sữa và
chưa xử lý ở nhiệt độ cao hơn 400C”.
1.2.2.

Sữa tươi nguyên chất thanh trùng

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

10


Sản phẩm được chế biến hoàn toàn từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳ
một thành phần nào của sữa hoặc bất cứ thành phần nào khác kể cả phụ gia thực
phẩm, đã qua thanh trùng.
1.2.3.

Sữa tươi thanh trùng

Sản phẩm được chế biến chủ yếu từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳ
một thành phần nào của sữa, có thể bổ sung đường và các loại nguyên liệu khác ví
dụ như nước quả, cacao, cà phê, phụ gia thực phẩm, đã qua thanh trùng.
1.3. Tổng quan về sản phẩm sữa thanh trùng
1.3.1

Khái niệm

Sản phẩm được chế biến chủ yếu từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳ
một thành phần nào của sữa, sữa tươi nguyên liệu được thanh trùng ở nhiệt độ thấp
thời gian ngắn.
1.3.2

Phân loại

Sữa thanh trùng có thể phân làm 2 loại:
-

Sữa nguyên (Whole milk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi, không tách
bớt béo. Tuy nhiên các nhà sản xuất thường hiểu chỉnh hàm lượng chất béo
(thông thường dao động 3.0 – 3.7%) để ổn định chất lượng sản phẩm.

-

Sữa gầy (skim milk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi bị tách bớt một
phần chất béo. Hàm lượng béo thường khoảng 0.5 – 1.5%. Một số sản phẩm có
thể thấp đến 0.1%.

Ngoài ra, người ta còn sản xuất sữa thanh trùng từ sữa hoàn nguyên (reconstituted
milk) hoặc sữa tái chế (recombined).[1]
1.3.3

Một số sản phẩm trên thị trường


Sữa tươi thanh trùng TH true MILK

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

11




Sữa tươi thanh trùng VINAMILK

Hình 1.3.3. 5 Sữa tươi thanh trùng TH true MILK
Hình 1.3.3. 6 Sữa tươi thanh trùng VINAMILK


-

Sữa tươi thanh trùng Ba Vì

Hình
1.3.3.
7 Sữa

Sữa tươi
thanh
trùng
Mộctươi
châuthanh trùng Ba Vì

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

12


1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới và Việt Nam
1.4.1

Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới

Nhu cầu của xã hội về sữa và các sản phẩm sữa ngày càng cao đặc biệt ở các nuớc
đang phát triển và Châu Á. Theo tổ chức Nông lương quốc tế - FAO thì chỉ số giá
sản phẩm sữa trên thị trường thế giới tăng nhanh trong những tháng đầu năm 2010
(khoảng 32%) so với cuối năm 2009. Tất cả các sản phẩm sữa đều tăng so với năm
2008 và Hình
2009 1.3.3.
riêng giá
bơ tươi
tăng thanh
gấp đôitrùng
Qúy Mộc
I nămChâu
2009 lên 3700 USD/tấn. Các
8 Sữa

sản phẩm sữa bột béo và bột gầy cũng tăng lên tương ứng 3500 và 3375 USD/tấn.
[2]

Căn cứ vào tình hình phục hồi kinh tế của Châu Á tổng sản lượng sữa của khu vưc
này đã tăng khoảng 3% trong năm 2009 đạt 255 triệu tấn. Trong đó Ấn Độ là quốc
gia sản xuất sữa lớn nhất thế giới đạt khoảng 112 triệu tấn, là nước đại diện cho
mức tăng trưởng 3% năm và bị ảnh hưởng của mùa hè với lượng mưa hạn chế.
Trung Quốc là quốc gia có dân số lớn nhất thế giới và tiêu dùng sữa cũng đã được
phục hồi sau sự cố melamine năm 2008, tổng sản lượng sữa của nước này tăng
khoảng 5% và đạt tổng sản luợng 43,6 triệu tấn năm 2009. Tương tự như vậy

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

13


Pakistan là nước có điều kiện thiên nhiên ổn định và tổng sản lượng sữa đạt
khoảng 33,2 triệu tấn.
Tại Châu Âu năm 2009 tổng sản lượng sữa gần như giữ nguyên 154 triệu tấn. Tuy
nhiên, đến tháng 9 năm 2009 giá sữa trên thị trường đã tăng lên cao hơn giá hỗ trợ.
Sản lượng sữa của nước Nga đạt 32,8 triệu tấn, đại diện cho tăng trưởng trên 1%
năm 2009, do thức ăn giảm trong mùa đông đã ảnh hưởng đến chăn nuôi bò sữa và
số lượng đàn bò sữa bị giảm nhẹ.[3]
Quốc gia

Sữa
uống

Sữa mùi

Sữa lên
men

Phomat

Kem

Bơ

Phần Lan

186

-

37

12

2

16

Nauy

164

-

15

13,5

2,4

8,6

Thuỵ Điển

157

-

27

16,6

3

1,5

Hà Lan

101

21

19

14,6

1

3,1

Pháp

68

6

13,5

23,2

0,9

8,8

Đức

63

8,6

10,5

12,8

1,7

6,7

Italia

63

-

3,3

20,6

0,8

1,7

Mỹ

97

4,5

2

14

0,6

2

Canada

90

4

3,2

11,6

1

2,6

Ấn độ

33

-

4,2

-

0,02

1,9

Úc

102

10

3

11

1,2

3,2

Bảng 1.4.1 Tình hình tiêu thụ sữa ở một số nước trên thế giới (kg/ người) năm 2000
Nguồn:www.agro.gov.vn
1.4.2

Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa tại Việt Nam

Chăn nuôi bò sữa ở Việt nam có lịch sử phát triển trên 50 năm, nhưng bò sữa
thực sự phát triển nhanh từ năm 2001 sau khi có Quyết định số 167/2001/QĐ-TTg
ngày 26/10/2001 của Thủ Tướng chính Phủ về một số biện pháp và chính sách
phát triển đàn bò sữa Việt Nam giai đoạn 2001 – 2010. Tổng đàn bò sữa của nước
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

14


ta đã tăng từ 41 nghìn con/năm 2001 lên 115 nghìn con/năm 2009 và tương tự tổng
sản lượng sữa tươi sản xuất hàng năm tăng lên 4 lần từ 64 nghìn tấn/năm 2001 lên

278 nghìn tấn/năm 2009.[3]
Nhu cầu về sữa tươi sản xuất trong nước tăng cao, giá thu mua sữa bò tươi của
các công ty trên phạm vi cả nước giao động từ 7.800 – 8.500 đồng/1 lít. Các công
ty như công ty sữa quốc tê IDP, công ty Vinamilk, công ty sữa Tuyên Quang, công
ty CP sữa lâm Đồng, công ty sữa TH Milk nghệ An,... đang triển khai chương trình
phát triển vùng nguyên liệu và mở rộng cơ sở chế biến sữa góp phần đưa ngành
chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa của Việt Nam chuyển sang giai đoạn mới. [3]
Tổng lượng sữa tươi trong nước hàng năm tăng nhanh từ số lượng 18.9 nghìn
tấn sữa tươi năm 1999 tăng lên 278 nghìn tấn năm 2009. Năm 2009 mặc dù giá
sữa trên thế giới có giảm, nhưng ở Việt Nam giá sữa tươi vẫn ở mức cao từ 8000 –
9000 đồng/1kg sữa tươi.[3]
Trong mười năm gần đây mức tiêu dùng sữa và các sản phẩm từ sữa của người
Việt Nam gia tăng nhanh chóng do thu nhập và đời sống ngày càng được nâng cao.
Nếu bình quân sữa tiêu dùng đầu người năm 2000 là 8kg sữa nước/người thì năm
2008 là 14.8kg /người. Khi GDP bình quân đầu người của Việt Nam tăng lên trên
1000 USD/năm thì nhu cầu về tiêu dùng sản phẩm chất lượng cao và sữa ngày
càng tăng.
Theo báo cáo của Bộ Công Thương, tháng 6 năm 2012 hoạt động sản xuất của
ngành sữa tiếp tục ổn định, sản lượng trong tháng của ngành đạt 6.1 nghìn tấn,
tăng 28.2% so với cùng kỳ. Tính chung 6 tháng đầu năm ngành sữa đạt 37.8 nghìn
tấn sản lượng, tăng 25.1% so với cùng kỳ. Theo đó, sản phẩm hiện nay là một
tronhg những mặt hàng có tốc độ tăng trưởng cao trong ngành thực phẩm, thị
trường nguyên liệu và tiêu thụ đang ngày càng đa dạng và phong phú.

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

15


STT

Tăng/giảm so với năm

Số bò

Sản

(1000 con)

(1000 tấn)

Năm

lượng

sữa

trước
(%)

1

2009

115.518

278.190

15%

2

2010

145.000

319.919

15%

3

2011

166.750

367.906

15%

4

2012

191.762

423.092

15%

5

2013

220.526

486.556

15%

6

2014

253.605

559.539

15%

7

2015

291.646

643.470

15%

8

2016

320.811

707.817

10%

9

2017

352.892

778.599

10%

10

2018

388.181

856.459

10%

11

2019

427.000

942.105

10%

12

2020

469.700

1.036.315

10%

Bảng 1.4.2 Dự báo sản lượng sữa của Việt Nam 2010-2020
Nguồn: Đỗ Kim Tuyên_Cục Chăn nuôi

Theo khảo sát mới nhất của Công ty nghiên cứu thị trường AC Niesel, thị
trường sữa tại VN (sữa nước, sữa chua - yaourt và sữa bột) đang trong giai đoạn
phát triển cực thịnh, đặc biệt là sữa nước và sữa bột (22/12/2006). Cuộc khảo sát
này cho hay, người tiêu dùng đang có xu hướng chuyển thói quen từ dùng sữa đặc
sang dạng sữa nước. Mức tiêu thụ được ghi nhận khoảng 200 triệu lít/năm, tăng
trưởng trung bình trên 20%/năm. Riêng năm 2005 tăng trưởng đã đạt đến 22% và
tổng doanh thu của thị trường sữa là khoảng 13.000 tỷ đồng.[2]

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

16


Hình 1.4.2 Biểu đồ tình hình sản lượng chăn nuôi bò sữa và sản lượng sữa sau
năm 1990

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

17


PHẦN II.
2.1.

Sữa nguyên liệu

2.1.1.

Nguồn gốc

CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu sản xuất sữa tươi thanh trùng là sữa bò. Sữa là chất lỏng sinh lý được
tiết ra từ tuyến vú động vật là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non. Sữa có
đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể và dễ hấp thu, vì vậy từ
lâu con người đã biết sử dụng sữa từ vật nuôi để chế biến thành nhiều loại thực
phẩm quý giá, bổ dưỡng. [1]

2.1.2.

Một số tính chất vật lí của sữa bò

Sữa là một chất lỏng trắng đục. Độ đục của sữa là do chất béo, protein và một số
chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng
p -caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt.
Sữa gầy (sữa đã được tách béo - skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh
nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ.
Đại lượng

Đơn vị
đo

Giá trị

pH

-

6,5 - 6,7

Độ chua

°D

15 - 18

Tỉ trọng

g/cmi

1,028 - 1,036

Điểm đông đặc

°c

(-0,54)- (-0,59)

Thế oxy hóa khử

V

0,1 -0,2

Sức căng bề mặt ở
20°c

dynes/c
m

50

Độ dẫn điện

1/ohm.
cm

0,004 - 0,005

Nhiệt dung riêng

cal/g.°
C

0,933 -0,954

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

18


Bảng 2.1.2 Một số chỉ tiêu vật lí quan trọng của sữa bò tươi
2.1.3.

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sữa

2.1.3.1.

Nước

Trong sữa nước chiếm 85.5 – 89.8%, nước tồn tại ở hai dạng là nước tự do và
nước liên kết.
Nước tự do chiếm đến 96 – 97% tổng lượng nước. Nó có thể tách được trong quá
trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô. [1]
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 –, ....

Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa là rất khác nhau: trong sữa gầy
có 2.13 – 2.59% nước liên kết, sữa đầu (colostrum) có 4.15% nước liên kết, nước
tách ra trong quá trinh sản xuất bơ (butter milk) chỉ có 1.75% nước liên kết.[1]
2.1.3.2.

Chất béo

Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất trong sữa. Về mặt dinh
dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất
béo (A, D, E, K). Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi
vị, trạng thái của sản phẩm. Trong sữa có 18 axit béo. Các axit béo chiếm khoảng
98 – 99% tổng chất béo của sữa, 1 – 2% còn lại là các phospholipit, cholesterol,
caroten, vitamin A, D, E và K.
Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng, có loại sữa ít
béo khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều béo khoảng 5 – 6g trong 100ml
sữa. Chất béo sữa thường chiếm khoảng 2.5 – 6.0% thành phần của sữa. Tùy thuộc
vào giống và chế độ dinh dưỡng trong thức ăn của bò thì hàm lượng chất béo trong
sữa là khác nhau. Chất béo sữa tồn tại dưới dạng các hạt cầu mỡ. Các cầu mỡ có
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

19


đường kính từ 0.1 – 20 µm (trung bình từ 3 - 4µm). Trong 1 ml sữa có khoảng
3000 – 4000 triệu cầu mỡ. Các cầu mỡ là thành phẩn nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng
0.925 g/cm3) và Khi để yên sữa chúng có xu hướng nổi trên bề mặt, tạo thành một
lớp váng sữa. Dưới kính hiển vi người ta nhìn thấy trong váng sữa có rất nhiều thể
hình cầu với các kích thước khác nhau, nổi tự do trong sữa. Mỗi một thể cầu sữa
được bao bọc bởi một lớp màng mỏng. Các thể hình cầu đó là các cầu mỡ và màng
bao của chúng được tạo thành chủ yếu từ protein và các phosphatit. Màng bao của

các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bị phá hủy bởi các
enzym có trong sữa. Phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo
thành màng các cầu mỡ. Trong thành phần của chúng có cả acid béo hòa tan trong
chất béo và acid béo tan trong nước. Hàm lượng các phosphatit và glicolipit
chiếm khoảng 0.031 – 0.05%. Màng của các cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% các
phosphatit và lượng phosphatit trong sữa đầu gấp 2 – 3 lần trong sữa bình thường.
[1]

Mỡ sữa là một thành phần sinh năng lượng cao trong sữa và là chỉ tiêu quan trọng
để đánh giá chất lượng sữa tươi. Do đó, trong quá trình bảo quản cần phải thường
xuyên khuấy sữa tươi nguyên liệu định kỳ để ngăn các hạt mỡ sữa kết dính lại với
nhau.
Thành phần

Hàm lượng (% so với tổng khối lượng
chất béo

Lypid đơn giản

98.5

glyceride: - triglyceride

95 – 96

-

diglyceride

-

monoglyceride

2–3
0.1

cholesteride
0.03
ceride
0.02
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

20


Lypid phức tạp

1.0

các hợp chất tan trong chất béo

0.5

Cholesterol

0.3

acid béo tự do

0.1

Hydrocarbon

0.1

Vitamin A, D, K, E

Vết

Rượu

Vết
Bảng 2.1.3.2 Thành phần chất béo có trong sữa bò.

Đối với sữa nguyên liệu trong đồ án này hàm lượng béo là khoảng 3.9%
2.1.3.3.

Protein

Protein được tạo thành từ khoảng 20 acid amin, trong đó có 8 loại cần thiết
cho trẻ em. Những acid amin thiết yếu này giúp cơ thể có thể phát triển và bảo vệ
da, tóc và cơ.
Hàm lượng protein trung bình trong sữa bò là 3.5%. Protein trong sữa là một
chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại acid amin đặc biệt là acid
amin không thay thế . [4]
Protein→ Polypeptit → Peptit → acid amin
Trong cấu trúc thành phần Protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau:
Casein, β – lactoglobulin, α – lactalbumin, Imunoglobulin. Và một số thành phần
khác. [5]
Trong dung dịch sữa có chứa hai kiểu protein khác nhau:

-

Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,
lactoperoxydaza...

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

21


-

Protein ở trạng thái keo không bển: gồm một phức hệ mixen hữu cơ
của các caseinat và canxi phosphat.
Sữa bò gồm 2 loại protein là whey protein (protein hòa tan trong nước) và

casein (protein không tan trong nước). Trong đó casein chiếm 80% protein của
sữa.
Sữa tươi luôn có độ PH xấp xỉ 6.7. Khi giảm PH của sữa xuống (do kết quẩ
của quá trình lên men tạo ra axit lactic hoặc axit do con người chủ động đưa vào),
các ion H+ của axit sẽ liên kết với mixen casein mang điện tích âm và làm giảm
điện tích của mixen casein. Khi tới giới hạn, các mixen casein sẽ đông tụ (tạo gel).
Casein đông tụ tốt nhất ở PH 4.6, còn whey protein thì không bị đông ở PH này.
Casein rất bền nhiệt (ở 140 oC/20 giây thì casein mới bắt đầu biến tính). Còn whey
protein thì nhạy cảm với nhiệt độ (Ở 80oC whey protein bắt đầu biến tính).
2.1.3.4.

Gluxit

Gluxit sữa là lactose, một loại đường kép, khi thủy phân cho 2 phân tử

đường đơn là galactose và glucose. Lactose trong sữa bò là 2,7-5,5% sữa mẹ là
7%, tuy vậy không ngọt vì độ ngọt của lactose kém sacarose 30 lần. [1]
Lactose tồn tại ở hai dạng là tự do và liên kết với các protein và các gluxit
khác, tỷ lệ lactose tự do và lactose lien kết là 8:1. Mặt khác lactose còn tồn tại ở
hai dạng α và β, ở nhiệt độ 20 oC α – lactose chiếm 40% và β – lactose chiếm 60%.
[1]

Khi gia nhiệt ở 100oC thì không làm thay đổi lactose, nhưng ở nhiệt độ cao
hơn thì sảy ra sự biến màu do sự xuất hiện của các melanoit tạo thành khi các acid
amin của sữa tác dụng với lactose. Ngoài ra, khi ở nhiệt độ cao hơn 100 oC, lactose
bị phân giải một phần tạo thành các acid lactic, acid formic…mà kết quả lầ làm
độ chua của sữa tăng lên 1 – 2 oT. Khi gia nhiệt ở nhiệt độ trên 100 oC thì biến đổi
đầu tiên của lactose là tạo thành lactuloza, sau đó sự phân giải đường tạo ra một

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

22


loạt các sản phẩm của sự phân giải này ( acid lactic, acid formic… ) kết quả là làm
cho sữa có màu nâu.
Lactulose hòa tan tốt trong nước, không bị kết tinh ngay ca trong dung dịch
đậm đặc. Người ta có thể dung trong lactulose làm mầm kết tinh hoặc dùng trong
dinh dưỡng cho trẻ em vì nó kích thích sự hoạt động của Lactobacterium bifidum
và có tác dụng tốt cho tiêu hóa ở ruột. [1]
2.1.3.5.

Enzyme

Enzyme trong sữa bò được sinh ra từ tuyến sữa của bò hay từ các vi sinh vật

có trong môi trường không khí.
Enzyme trong sữa khá phong phú như: lipase, protease, catalase,
phosphatase, lactose, mặc dù chỉ với hàm lượng rất nhỏ, nhưng có ảnh hưởng lớn
đến chất lượng sữa trong quá trình chế biến. Hoạt động của enzyme ảnh hưởng bởi
nhiệt độ và pH của sữa, ở chế độ nhiệt thích hợp có tác dụng phá huỷ enzim, ở
nhiệt độ 75oC trong 60 giây có thể phá huỷ lipaza, điều này có ảnh hưởng lớn tới
quá trình bảo quản sữa.
Sữa có màu là do sự có mặt của nhóm carotenoit, trong sữa còn có sắc tố
xanh do nhóm clorofin quy định, màu xanh vàng của whey là do lactoflavin quy
định. Màu trắng của sữa là do sự khuyếch tán ánh sáng bởi các mixen. [5]
Các enzyme trong sữa và cácloại dùng trong chế biến sữa có thể được chia
làm sáu nhóm chính : Oxydoreductase, Transpherase, Hydrolase, Liase,
Izomerase, Ligase.
Về phương diện kỹ thuật chế biến người ta quan tâm nhiều tới một số các
enzyme sau [1] :
Lipase : nguồn gốc lipase có thể từ trong tuyến sữa. Khi tuyến sữa việc bình
thường thì lượng lipase không đáng kể. Khi gặp điều kiện thuận lợi, lipase phân
hủy một phần chất béo của sữa làm cho các sản phẩm từ sữa có vị đắng và mùi ôi.
Lipase hòa tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào các cầu mỡ nên chế độ
GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

23


thanh trùng tức thời ở 72 – 75 oC không đủ để tiêu diệt lipase. Đây là một trong
những nguyên nhân gây hư hỏng sữa.
Catalase : Sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú thì hàm lượng catalase thường cao.
Enzyme này bị phá hủy ở 75oC trong 60 giây.
Phosphatase : Phosphatase xâm nhập vào sữa theo con đường tuyến sữa.
Trong sữa có phosphatase kiềm ( pH = 9 – 10 ) và phosphatase acid ( pH = 4 –

4.3 ). Phosphatase kiềm bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 65 oC trong 30
phút hoặc 80oC tức thời. Người ta sử dụng tính chất này để kiểm tra hiệu quả
thanh trùng sữa.
Các protease : Protease trong tuyến sữa, về hoạt tính tương tự như tripxin.
Điều kiện tối ưu cho enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42 oC.
Protease tuyến sữa bị phá hủy hoàn toàn ở 75oC.
Protease vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa. Các vi khuẩn này
xâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động đưa vào khi sản xuất
một số sản phẩm như sữa chua, pho mát...
2.1.3.6.

Vitamin

Trong sữa chứa nhiều vitamin tuy hàm lượng không lớn lắm, nhưng tương
đối đa dạng. Vitamin trong sữa bao gồm hai nhóm:


Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: Vitamin A,D,E,K …



Nhóm vitamin hòa tan trong nước: Vitamin B1, B2, B6, B12, C
Với chế độ gia nhiệt gtrong quá trình chế biến sữa thì ác vitamin hòa tan
trong chất béo A, D cùng các vitamin hào tan trong nước: B 2, B3, B5, H tương đối
bền. Còn các vitamin C, B1, B6, B12, M đều bị ảnh hưởng bởi chế độ gia nhiệt ở
mức độ khác nhau. [1]

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

24

Vitamin

mg/l

A (retinol)

0.3

D (canciferol)

0.001

E (tocofenol)

1.4

B1 (thiamin)

0.4

B2 (lactoflavin)

1.7

B3 (nicotinamit)

1

B5 (acid pantothenic)

3

B6 (pyridoxin)

0.5

B12 (xyanocobal – amin)

0.005

C (acid ascorbic)

20

H (biotin)

0.04

M (acid folic)

0.05

Bảng 2.1.3.6 Thành phần các vitamin trong sữa
Nguồn:TS Lâm Xuân Thanh, công nghệ các sản phẩm từ sữa.
Để thành phần các vitamin cân đối và hoàn hỏa hơn, người ta đã bổ xung thêm
một số loại vitamin thiết trong quá trình chế biến các sản phẩm sữa.
2.1.3.7.

Các muối

Do trong sữa có mặt các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+ và các anion của các acid
phosphoric, limonic, clohydricc nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau.

GVHD: Lê Thị Hồng Ánh

25