Khóa luận tốt nghiệp đại học: Đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có hại trong sữa tươi tiệt trùng tại nhà máy sữa TH True Milk

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÁI THỊ YẾN

Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TỔNG HỢP QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
LÊN HỆ VI SINH VẬT CÓ HẠI TRONG SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG
TẠI NHÀ MÁY SỮA TH TRUE MILK

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ sinh học

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2015 - 2019

Thái Nguyên - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÁI THỊ YẾN
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TỔNG HỢP QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
LÊN HỆ VI SINH VẬT CÓ HẠI TRONG SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG
TẠI NHÀ MÁY SỮA TH TRUE MILK

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ sinh học

Lớp

: K47 CNSH

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2015 - 2019

Người hướng dẫn 1

: TS. Bùi Tri Thức

Người hướng dẫn 2

: KS. Phạm Xuân Tùng

Thái Nguyên - 2019


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học và công nghệ Thực
phẩm, cùng tồn thể q thầy cơ giáo trong Khoa Công nghệ Sinh học và công nghệ
Thực phẩm đã giảng dạy, hướng dẫn để em có được kiến thức như ngày hôm nay.
Em cũng xin chân thành cảm ơn KS. Phạm Xuân Tùng đã trực tiếp hướng
dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực tập, giúp em hồn
thành khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn TS. Bùi Tri Thức đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn và
truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin được cảm ơn quý cô, chú, anh chị làm việc tại nhà máy sữa
TH True Milk, các bạn học cùng lớp K47 - CNSH và tồn thể gia đình đã giúp đỡ
động viên và tạo điều kiện về mặt tinh thần cho em để hoàn thành luận văn tại
trường.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng hồn thiện tốt nhất luận văn tốt nghiệp, song
trong q trình thực hiện khơng thể tránh được những thiếu sót nhất định. Vì vậy,
em rất mong được sự góp ý của q thầy, cơ giáo và các bạn để khóa luận của em
được hồn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 02 tháng 6 năm 2019
Sinh viên

Thái Thị Yến


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần sữa tươi nguyên liệu ............................................................14
Bảng 2.2. Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/ml) ...............................................15
Bảng 2.3: Thành phần các vitamin trong sữa ...........................................................17
Bảng 2.4: Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa ..........................................18
Bảng 2.5: Thành phần môi trường VRB-Agar ..........................................................31
Bảng 2.6: Thành phần môi trường PCA ...................................................................32
Bảng 3.2: Đánh giá cảm quan sữa tươi tiệt trùng......................................................36
Bảng 4.1: Chỉ tiêu sữa tươi nguyên liệu....................................................................39
Bảng 4.2: Hệ số pha loãng mẫu khi cấy ....................................................................43
Bảng 4.3: Tiêu chuẩn số lượng Coliform và E. coli cho phép trong sữa ..................45
Bảng 4.4: Kết quả kiểm tra Coliform, E. coli có trong mẫu sữa tươi nguyên liệu ...45
Bảng 4.5: Kết quả kiểm tra Coliform, E. coli có trong mẫu sữa bán thành phẩm ....46
Bảng 4.6: Kết quả kiểm tra Coliform, E. coli có trong mẫu sữa thành phẩm ...........47
Bảng 4.7: Tiêu chuẩn số lượng TPC cho phép trong sữa .........................................48
Bảng 4.8: Kết quả kiểm tra TPC có trong mẫu sữa tươi nguyên liệu .......................48
Bảng 4.9: Kết quả kiểm tra TPC có trong mẫu sữa bán thành phẩm ........................49
Bảng 4.10: Kết quả kiểm tra TPC có trong mẫu sữa thành phẩm.............................50
Bảng 4.11: Kết quả đánh giá cảm quan sữa tươi tiệt trùng .......................................51

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Trang trại bị sữa TH True Milk .................................................................5
Hình 2.2 Các loại sản phẩm sữa tươi thanh trùng .......................................................6
Hình 2.3: Các loại sản phẩm sữa tươi tiệt trùng..........................................................7
Hình 2.4: Các loại sản phẩm sữa tươi cơng thức ........................................................8
Hình 2.5: Thiết bị gia nhiệt .........................................................................................9
Hình 2.6: Thiết bị ly tâm ...........................................................................................10
Hình 2.7: Cấu tạo thiết bị đồng hóa ..........................................................................11
Hình 2.8: Thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống........................................................11
Hình 2.9: Máy rót tetra pak ....................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.10: Vi khuẩn Coliform ..................................................................................26
Hình 2.11: Vi khuẩn E. coli .....................................................................................27
Hình 2.12: Mơi trường VRB-Agar ............................................................................31
Hình 2.13: Mơi trường PCA .....................................................................................32
Hình 2.14: Đĩa Petrifilm kiểm tra vi sinh vật ............................................................32
Hình 4.1:Lưu đồ sản xuất sữa tươi tiệt trùng nguyên chất .......................................37
Hình 4.2: Nhân viên lấy mẫu sữa từ xe bồn để kiểm tra hóa lý ................................38
Hình 4.3: Hệ thống thanh trùng sữa ..........................................................................40
Hình 4.4: Hệ thống tiệt trùng sữa UHT.....................................................................41
Hình 4.5: Các mẫu sữa tươi nguyên liệu được cấy trên đĩa petrifilm ABC và nuôi cấy
trong điều kiện 35oC trong 48 giờ. ............................................................45
Hình 4.6: Các mẫu sữa thành phẩm được cấy trên môi trường thạch, đĩa petrifilm
ABC và nuôi cấy trong điều kiện 35oC trong 48 giờ. ..............................47
Hình 4.7: Các mẫu sữa tươi nguyên liệu được cấy trên đĩa petrifilm ABC và nuôi cấy
trong điều kiện 35oC trong 72 giờ. ............................................................48
Hình 4.8: Các mẫu sữa bán thành phẩm được cấy trên đĩa petrifilm ABC và nuôi cấy
trong điều kiện 35oC trong 72 giờ. ............................................................49
Hình 4.9: Các mẫu sữa thành phẩm được cấy trên môi trường thạch, đĩa petrifilm

ABC và nuôi cấy trong điều kiện 35oC trong 72 giờ. ..............................50


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AOAC

Association of Official Analytical Chemists

HACCP

Hazard Analysis and Critical Contro Points

ISO

International Organisation for Standardisation

MRD

Maximum Recovery Diluent

PCA

Plate Count Agar

PSS

Physiological Saline

QA

Quality Assurance

QC

Quality Control

TPC

Total Plate Count

UHT

Ultra Hight Temperature

VRB-Agar Violet Red Bile Agar
ml

mililit

Giờ

h

atm

Atmosphere

mg%

Milligram trên 100 cc


v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... iv
MỤC LỤC ................................................................................................................... v
Phần 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................... 2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ..................................................................................................... 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................................................................. 2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ...................................................................................... 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ....................................................................................... 3
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................ 4
2.1. Giới thiệu chung về cơng ty ................................................................................. 4
2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ................................................................................ 4
2.1.2. Tổng quan về vùng nguyên liệu sản xuất sữa tươi tiệt trùng................................... 4
2.1.3. Các dòng sản phẩm sữa tươi của công ty cổ phần TH True Milk .......................... 5
2.1.4. Dây chuyền công nghệ trong sản xuất sữa tiệt trùng ............................................... 8
2.2. Sữa bị ................................................................................................................. 13
2.2.1. Tính chất vật lý của sữa bị tươi ..............................................................................13
2.2.2. Tính chất hóa học của sữa bò tươi ..........................................................................13

2.2.3. Hệ vi sinh vật trong sữa ...........................................................................................20
2.2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa bò: ....................................................................24
2.3. Vi sinh vật gây hại: ............................................................................................ 25


vi

2.3.1. Vi khuẩn: .................................................................................................................. 25
2.3.2. Nấm ........................................................................................................................... 27
2.4. Phương pháp xử lý và bảo quản sữa .................................................................. 28
2.4.1. Phương pháp thanh trùng......................................................................................... 28
2.4.2. Phương pháp khử trùng ........................................................................................... 29
2.4.3. Phương pháp tiệt trùng............................................................................................. 30
2.5. Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh vật ............................................................... 31
Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 34
3.1. Đối tượng và phạm vi......................................................................................... 34
3.1.1.Đối tượng ................................................................................................................... 34
3.1.2. Địa điểm và thời gian ............................................................................................... 34
3.2. Nội dung ............................................................................................................. 34
3.3. Phương pháp nghiên cứu:................................................................................... 34
3.3.1 Phương pháp khảo sát quy trình:.............................................................................. 34
3.3.2. Phương pháp đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình lên hệ vi sinh vật. ......... 35
3.3. Phương pháp đánh giá cảm quan ....................................................................... 36
Phần 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 37
4.1. Kết quả khảo sát quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng ..................................... 37
4.2. Kết quả khảo sát quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật trong sữa .......................... 42
4.3. Kết quả đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có
hại trong sữa .............................................................................................................. 44
4.3.1. Kết quả đánh giá hiệu quả tiệt trùng lên vi sinh vật gây hại Coliform, E. coli..... 44
4.3.2. Kết quả đánh giá hiệu quả tiệt trùng lên tổng số vi sinh vật hiếu khí trong sữa ..... 48

4.3.3. Kết quả ảnh hưởng của tổng hợp các phương pháp lên chất lượng cảm quan của
sữa........................................................................................................................................ 51
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 52


vii

5.1. Kết luận .............................................................................................................. 52
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 54


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Sữa được sử dụng rất rộng rãi khơng những ở Việt Nam mà trên tồn thế giới
và nó được sử dụng như một thực phẩm không thể thiếu hàng ngày ở các nước phát
triển. Sữa không những được sử dụng thường xuyên như một thức uống hàng ngày,
mà cịn dùng dưới nhiều hình thức khác nhau từ pha chế, trộn với trái cây, làm bánh
và thêm vào các món ăn. Ở Việt Nam cũng vậy, từ lâu sữa đã được biết đến là
nguồn cung cấp dinh dưỡng tốt cho người bệnh. Đến nay xã hội phát triển nhu cầu
sử dụng sữa ngày càng tăng. Sữa có thể được sử dụng cho các lứa tuổi từ trẻ nhỏ
đến người già. Sữa có rất nhiều dinh dưỡng ngồi ra cịn cung cấp các axit amin
thiết yếu, các axit béo khơng no, vitamin và chất khống... nó cịn cung cấp một
lượng canxi thiết yếu cho người dùng.
Tuy nhiên do sữa có hàm lượng dinh dưỡng cao, nó cũng là mơi trường thích
hợp cho sự phát triển của rất nhiều loại vi sinh vật trong đó có những vi sinh vật gây
hại cho con người ví dụ như: Coliform, E. coli, nấm men, nấm mốc, TPC... Do vậy,

việc bảo quản sữa thường gặp nhiều khó khăn đặc biệt là trong thời gian dài và
trong điều kiện khí hậu nóng ẩm ở Việt Nam. Để đảm bảo sữa có thể bảo quản được
lâu và đưa đến tay người tiêu dùng trên khắp mọi miền thì việc loại bỏ tồn bộ vi
sinh vật có hại trong sữa đồng thời cách ly sữa với mơi trường bên ngồi là điều cần
thiết. Có nhiều phương pháp bảo quản sữa khác nhau: phương pháp truyền thống
như đun sôi hay phương pháp hiện đại như thanh trùng, tiệt trùng… Hiện nay,
phương pháp tiệt trùng được sử dụng rất phổ biến. Tiệt trùng là quá trình xử lý ở
nhiệt độ cao từ 138-141ºC trong 2-4 giây, làm mất hại khuẩn và lợi khuẩn trong sữa
sau đó được làm lạnh nhanh và đóng gói trong bao bì tiệt trùng đặc biệt. Phương
pháp có thể loại bỏ tất cả các loại vi sinh vật gây hại có trong sữa, kéo dài thời gian
bảo quản lâu hơn so với các phương pháp như đun sôi hay thanh trùng. TH true
milk là một trong những công ty đi đầu về chế biến sữa tươi tiệt trùng. Dây chuyền


2
chế biến sữa của công ty sử dụng phối hợp nhiều phương pháp để giảm đáng kể và
loại bỏ vi sinh vật gây hại, đồng thời đánh giá sự nhiễm vi sinh vật ở nhiều giai
đoạn khác nhau đảm bảo mọi sản phẩm đạt tiêu chuẩn đầu ra trước khi đến tay
người tiêu dùng. Với mục tiêu tìm hiểu hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên
hệ vi sinh vật và tham gia vào đánh giá vi sinh vật có hại trong sữa tươi tiệt trùng
việc thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên hệ
vi sinh vật có hại trong sữa tươi tiệt trùng tại nhà máy sữa TH True milk” là cần
thiết.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có hại
(Coliform, E. coli,nấm men, nấm mốc, TPC…) trong sữa tươi tiệt trùng tại nhà máy
sữa TH True milk.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được quy trình tiệt trùng sữa tươi:

+ Giai đoạn tiếp nhận
+ Giai đoạn thanh trùng
+ Giai đoạn tiệt trùng qua hệ thống UHT
+ Giai đoạn chiết rót và đưa ra thành phẩm.
- Xác định được quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật gây hại trong sữa.
- Đánh giá được hiệu quả của tổ hợp quá trình sản xuất lên hệ vi sinh vật
có hại (Coliform, E. coli, nấm men, nấm mốc, TPC...).
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Giúp hiểu rõ hơn về cơ sở khoa học, cách thức sản xuất sữa tươi tiệt trùng.
Giúp sinh viên vận dụng kiến thức đã học trong nghiên cứu khoa học và thực
tiễn sản xuất.


3
Đề xuất được phương án tối ưu quy trình sản xuất sữa từ sữa nguyên liệu đến
sữa thành phẩm.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Biết được ảnh hưởng của biện pháp tổng hợp đến hệ vi sinh vật gây hại trong
sữa như Coliform, E. coli, nấm men, nấm mốc, TPC...
Lựa chọn được nguồn nguyên liệu phù hợp và các phương pháp cần thiết trong
tiệt trùng sữa đạt hiệu quả cao.


4
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về công ty
Cơng ty Cổ phần sữa TH True Milk có tên đầy đủ là Công ty Cổ phần sữa TH
True Milk, tên viết tắt là TH True Milk và tên giao dịch là TH Joint Stock

Company. Địa chỉ công ty tại xã Nghĩa Sơn, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An [4].
2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển
Cơng ty Cổ Phần sữa TH thuộc Tập đoàn TH được thành lập ngày 24/02/2009
với sự tư vấn tài chính của Ngân hàng Thương mại Cổ phần Bắc Á, là công ty đầu
tiên của Tập đoàn TH với dự án đầu tư vào trang trại bị sữa cơng nghiệp, cơng nghệ
chế biến sữa hiện đại và hệ thống phân phối bài bản [4].
Công ty được xây dựng tại xã Nghĩa Sơn, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An.
Công ty cổ phần sữa TH True Milk đã đầu tư một hệ thống quản lý cao cấp và quy
trình sản xuất khép kín, đồng bộ theo tiêu chuẩn quốc tế từ khâu trồng cỏ, xây dựng
chuồng trại, chế biến thức ăn cho bò, quản lý thú y, chế biến và đóng gói, cho đến
khâu phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng [4].
Nhà máy của TH True Milk được xây dựng trên tổng diện tích 22 ha, nằm trên
đường mịn Hồ Chí Minh, một địa điểm thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu
đến cũng như xuất sản phẩm đi các miền của đất nước [4].
2.1.2. Tổng quan về vùng nguyên liệu sản xuất sữa tươi tiệt trùng
Trang trại bò sữa TH tại Nghĩa Đàn, Nghệ An hiện có quy mơ với 45.000 con
bị được nhập khẩu từ những nước chăn ni bị sữa nổi tiếng thế giới như
New Zealand, Úc... có phả hệ rõ ràng, đảm bảo cho ra loại sữa đồng đều về chất
lượng. Trang trại bò sữa trải dài đến 37.000 ha đất đỏ Bazan màu mỡ, sử dụng
nguồn nước trong lành không nhiễm hóa chất cơng nghiệp và được xử lý đạt chuẩn,
đây được xem là trang trại chăn nuôi kiểu mẫu, ứng dụng các công nghệ hiện đại,
tiên tiến nhất hiện nay trong lĩnh vực chăn ni bị sữa (hình 2.1). Năng suất sữa
bình qn: 40 lít/con/ngày. Mỗi ngày nhà máy sản xuất tiếp nhận 300-400 tấn sữa


5
sạch từ trang trại bị sữa nói trên để sản xuất ra sữa cung ứng cho thị trường [3].
Một thành tố quan trọng làm nên hương vị sữa TH True Milk thơm ngon là
nguồn thức ăn dành cho bò rất đa dạng với thực đơn lên đến 16 món như: ngô, cao
lương, cỏ Mombasa, cỏ Mulato, vỏ đậu nành... Đặc biệt là cánh đồng hoa hướng

dương rộng đến 50 ha có thể cung cấp đến hàng trăm tấn thức ăn tươi cho bò sữa.
Bò được gắn chip theo dõi chu kỳ động dục và sức khỏe. Hệ thống chip thông minh
có thể cảnh báo bệnh viêm vú trước 4 ngày, bò sẽ được ngừng vắt sữa để điều trị.
Các con chip truyền dữ liệu liên tục về trung tâm quản lý, hệ thống quản lý điện tử
tự động sẽ cập nhật, tổng hợp, phân tích và giúp các chuyên gia đưa ra phương
pháp, kế hoạch chăm sóc phù hợp [4].

Hình 2.1: Trang trại bò sữa TH True Milk [4]
2.1.3. Các dịng sản phẩm sữa tươi của cơng ty cổ phần TH True Milk
Danh mục các sản phẩm sữa tươi của Công ty Cổ phần sữa TH True Milk hiện
nay bao gồm: Sữa tươi thanh trùng, sữa tươi tiệt trùng, sữa tươi công thức [2].
2.1.3.1. Sữa tươi thanh trùng


6
Sữa thanh trùng là sữa tươi được xử lý ở nhiệt độ thấp 75ᵒC trong khoảng
15-30 giây, giữ lại những lợi khuẩn trong sữa. Sau đó được làm lạnh đột ngột xuống
4ᵒC và được đóng gói vào bao bì. Có 2 loại sản phẩm sữa tươi thanh trùng đang
được công ty sản xuất đó là loại nguyên chất và loại ít đường với các thể tích 110 và
180 ml (hình 2.2) [2].

A

B
Hình 2.2 Các loại sản phẩm sữa tươi thanh trùng

A. Sữa tươi thanh trùng nguyên chất

B. Sữa tươi thanh trùng có đường

2.1.3.2. Sữa tươi tiệt trùng
Sữa tươi tiệt trùng là sữa tươi được xử lý ở nhiệt độ cao từ 138-141ᵒC trong 24 giây, làm mất hại khuẩn và lợi khuẩn trong sữa sau đó được làm lạnh nhanh và
đóng gói trong bao bì tiệt trùng đặc biệt [2].
Cơng ty cổ phần sữa TH True Milk hiện đang sản xuất 8 loại sản phẩm sữa
tươi tiệt trùng là sữa nguyên chất; sữa 2,8% đường; sữa 3,8% đường; sữa bổ sung
socola, dâu, phytosterol, canxi và collagen. Cách đóng gói sữa tươi tiệt trùng cũng
khá đa dạng, hiện cơng ty có 3 loại bao bì khác nhau là 1 lít, 0,11 lít, và 0,18 lít
(hình 2.3) [2].


7

C

B

A

E

D

F

G

H

Hình 2.3: Các loại sản phẩm sữa tươi tiệt trùng
A. Sữa 2.8 % đường

E. Sữa bổ sung dâu

B. Sữa 3.8% đường

F. Sữa bổ sung Phytosterol

C. Sữa nguyên chất

G. Sữa bổ sung canxi

D. Sữa bổ sung scola

H. Sữa bổ sung collagen

2.1.3.3. Sữa tươi công thức
Sữa tươi công thức là sản phẩm sữa được xử lí thơng qua dây chuyền sản xuất
chứa các loại dưỡng chất thiết yếu cho cơ thể và có thể bảo quản được lâu dài và
tiện trong việc vận chuyển. Hiện tại công ty đang sản xuất 3 loại sản phẩm sữa tươi


8

công thức là loại TOP KID vị vanilla, vị kem dâu và vị kem socola. Các sản phẩm
sữa tươi công thức được đóng gói với thể tích 180 ml (hình 2.4) [2].

B

A

C

Hình 2.4: Các loại sản phẩm sữa tươi cơng thức
A. TOP KID vị vanilla B. TOP KID vị kem dâu C. TOP KID vị kem socola
2.1.4. Dây chuyền công nghệ trong sản xuất sữa tiệt trùng
Nhà máy sữa được đầu tư với quy mô lớn và hiện đại. Dây chuyền thiết bị
đồng bộ và công nghệ tiên tiến được nhập khẩu từ các nước tiên tiến như Thụy
Điển, Đan Mạch, Đức, Ý, Thụy Sỹ.… có cơng nghệ và thiết bị ngành sữa hiện đại
với dây chuyền sản xuất khép kín tự động và bán tự động. Cơng ty sữa TH True
Milk đã đầu tư chương trình điều khiển tự động vào dây chuyền cơng nghệ nhằm
kiểm sốt chặt chẽ các thông số công nghệ để sản phẩm sản xuất ra có chất lượng
ổn định và đạt tiêu chuẩn của các thị trường sữa khó tính nhất như Mỹ, Trung Quốc,
Singapore, khu vực ASEAN [2]...
Dây chuyền thiết bị của TH true milk được cung cấp và lắp đặt bời tập đoàn
Tetra Pak Thụy Điển. Một trong những tập toàn đi đầu trong cung cấp và lắp đặt
dây chuyền sản xuất sữa [2].
Quá trình sản xuất sữa sử dụng các thiết bị chính như: thiết bị gia nhiệt, thiết
bị ly tâm, thiết bị đồng hóa, thiết bị tiệt trùng sữa và thiết bị rót vơ trùng.
- Thiết bị gia nhiệt: là thiết bị dùng để trao đổi nhiệt với mục đích nâng nhiệt
độ của sữa lên để tăng hiệu quả của q trình đồng hóa, giảm độ nhớt của khối sữa
và tiêu diệt một phần vi sinh vật. Sữa được bơm theo đường ống theo chiều từ dưới


9
lên trong khi nước nóng được bơm theo đường ống khác theo chiều ngược lại
(hình 2.5). Điều này giúp sữa nhanh chóng đạt đến nhiệt độ 53-58oC để thuận lợi
cho quá tình ly tâm sữa. Ly tâm là quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để
phân riêng hỗn hợp hai pha rắn-lỏng hoặc lỏng-lỏng thành các cấu tử riêng biệt.
Sau khi ly tâm, sữa tiếp tục được đưa vào khoang 3, đây là khoang nâng nhiệt.
Tại khoang này sữa được nâng nhiệt độ lên 60-68oC để loại bỏ chân khơng và đồng

hóa. Sau khi đồng hóa, sữa được nâng nhiệt độ lên 75oC và giữ ở nhiệt độ này trong
15 giây trước khi làm lạnh. Ở giai đoạn làm lạnh, nhiệt độ của sữa được hạ xuống
2-5oC. Nếu nhiệt độ khơng đạt thì sữa sẽ về lại bồn cân bằng thực hiện lại quá trình
thanh trùng [2].

A

B
Hình 2.5: Thiết bị gia nhiệt
A. Sơ đồ cấu tạo

B. Hình ảnh thiết bị

- Thiết bị ly tâm: là thiết bị dùng để thực hiện quá trình phân ly dựa vào
trường lực ly tâm để phân riêng hỗn hợp hai pha rắn-lỏng hoặc lỏng-lỏng thành các
cấu tử riêng biệt (hình 2.6). Mục đích là để tách một phần chất béo ra khỏi sữa, làm
sạch nhằm loại bỏ các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho sữa, loại bỏ các
cặn có trong sữa nguyên liệu. Thiết bị ly tâm có nhiệt độ từ 53-58ºC, tốc độ được
cài đặt 6620-6626 vòng/phút và tiến hành xả cặn 25 phút/lần. Nguyên tắc hoạt động
của thiết bị ly tâm dựa vào sự chênh lệch về khối lượng riêng của các cấu tử trong
sữa. Sữa được đưa vào qua ống trục giữa, chảy theo các rãnh khe của các đĩa rồi


10
phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khi trục quay tạo ra một lực ly tâm làm cho
các cấu tử có trọng lượng riêng lớn hơn sẽ có xu hướng tách ra xa trục ly tâm, các
cấu tử có trọng lượng riêng bé nhất dưới tác dụng của gia tốc hướng tâm sẽ chuyển
động về phía trục quay và tập trung xung quanh trục giữa. Các tạp chất trong sữa có
khối lượng riêng lớn được tách ra khỏi sữa và bám vào thành của trục ly tâm.
Sau đó cặn bám vào thành theo chu kỳ được xả ra ngoài qua lỗ tháo cặn. Sữa gầy có

khối lượng riêng trung bình nằm khoảng giữa của trục quay qua các lỗ trên đĩa và đi
lên phía trên rồi ra ngồi, các chất béo có khối lượng riêng bé nhất sẽ tập trung gần
trục của thiết bị ly tâm (càng gần trục thì hàm lượng chất béo càng cao). Sữa gầy và
kem được tháo ra ngoài ở trên đỉnh của trục ly tâm nhờ vào lực hướng tâm trong
quá trình hoạt động và áp lực bơm đẩy sữa nguyên liệu liên tục [2].

Hình 2.6: Thiết bị ly tâm
- Thiết bị đồng hóa: là thiết bị có chức năng phá vỡ sự liên kết của các phân tử
trong hỗn hợp sản phẩm, giúp các thành phần nguyên liệu trong sản phẩm hòa
quyện với nhau thành một thể thống nhất (hình 2.7). Sản phẩm sau khi được đồng
hóa mềm và mịn hơn, dễ tiêu hóa, trong q trình lưu trữ bảo quản khơng bị tách
lớp, phân tầng. Thiết bị đồng hóa hoạt động với thông số kỹ thuật về nhiệt độ là từ
60-80ºC, áp suất tổng 200 bar, áp suất cấp 1: 150-160 bar, áp suất cấp 2: 50-40 bar.
Nguyên tắc hoạt động: Sữa từ bồn bài khí được chuyển đến thiết bị đồng hóa để tiến
hành đồng hóa sữa. Tại đây sữa được đồng hóa ở 2 cấp. Sữa vào đồng hóa cấp 1 với


11
áp suất 150-160 bar, ở áp suất cao đẩy sữa qua khe hẹp với vận tốc lớn, tại đây các
hạt cầu béo có kích thước lớn được xé thành những cầu béo nhỏ. Những cầu béo này
chưa tách ra mà có xu hướng gắn lấy nhau. Sau đó sữa được đẩy qua khe hẹp đồng
hóa cấp 2 với áp suất 50-40 bar đẩy sữa. Ở áp suất đồng hóa cấp 2 các cầu béo đã
được xé nhỏ sẽ tách ra và phân tán đều trong sữa, giúp cho các cầu béo khơng bị xích
lại gần nhau [2].

Hình 2.7: Cấu tạo thiết bị đồng hóa
1.Mơ tơ chính ; 2. Bộ truyền đai; 3. Đồng hồ đo áp suất;4. Trục qua; 5. Piston;
6. Hộp piston; 7. Bơm ; 8. Van ; 9. Bộ phận đồng hoá; 10. Hệ thống tạo áp suất.
- Thiết bị tiệt trùng sữa: là thiết bị dạng ống lồng ống dùng để tiệt trùng sữa.
Mục đích để tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản sữa [2].

A

B

Hình 2.8: Thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống
A. Cấu tạo thiết bị

B. Hình ảnh thiết bị


12
- Thiết bị rót vơ trùng:
Tiệt trùng bao bì: Là q trình máy rót sử dụng khí H2O2 để tiêu diệt tất cả các loại
vi sinh vật có trên bao bì để đảm bảo chất lượng sữa sau khi được rót vào hộp.
Tiệt trùng thiết bị: Được thực hiện bằng hơi nóng, khí nóng, hơi H2O2 kết hợp
với khí nóng đối với các chi tiết máy có tiếp xúc với bao bì, sản phẩm [2].
Duy trì điều kiện tiệt trùng - rót vơ trùng: Là q trình ngăn vi sinh xâm nhập
vào mơi trường vơ trùng mà máy rót đã tạo ra, đảm bảo sản phẩm được rót trong
mơi trường vơ trùng [2].
Hàn kín bao bì: là q trình gắn giấy rót đã vơ trùng lại thành hộp kín để đảm
bảo sản phẩm được bảo quản trong bao bì kín nhằm ngăn vi sinh từ bên ngồi xâm
nhập vào [2].

Hình 2.9: Máy rót tetra pak
Nguyên tắc hoạt động: Giấy trước khi tạo hộp chứa sản phẩm được tiến hành
hàn Strip để tạo mối hàn dọc, sau đó được đi qua bể chứa Peroxide, tiếp đó nó được
làm khơ và loại bỏ Peroxide bằng hệ thống con lăn ép và dao gió, đi qua đèn UV,
sau đó giấy được đi vào hệ thống đóng hộp, ở đây giấy sẽ được tạo vịm dần theo
hình ống. Sữa sau khi tiệt trùng có nhiệt độ 18-24ºC được đẩy qua máy rót. Tại máy

rót, sữa được chia đều ra những hộp giấy đã khử trùng với lượng nhất định. Sau đó
hộp được hàn kín và kiểm tra khối lượng, độ kín, ngoại quan bao bì. Tồn bộ q
trình rót và hàn được tiến hành trong mơi trường vơ trùng. Hộp ra khỏi máy rót
được chạy qua máy gắn ống hút, in ngày, bao màng co và xếp vào hộp carton[2].


13
2.2. Sữa bị
2.2.1. Tính chất vật lý của sữa bị tươi
Sữa bò là sản phẩm dinh dưỡng được tạo ra bởi bị mẹ, thường được dùng để
ni dưỡng bị con trong giai đoạn cịn nhỏ. Thành phần của sữa có rất nhiều loại
chất dinh dưỡng và thường có màu trắng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo,
protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ
yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bị có mùi vị rất đặc
trưng và vị ngọt nhẹ [5].
Độ nhớt: Giá trị trung bình 1,8 centipoazo. Theo đơn vị quốc tế, độ nhớt đo
bằng cP, nó phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa như protein, chất béo và
nhiệt độ. Nếu hàm lượng chất béo cao thì độ nhớt cao, khi nâng nhiệt độ đến 60˚C,
độ nhớt giảm rõ rệt do tăng tốc độ chuyển động của các phân tử. Tuy nhiên, ở nhiệt
độ cao hơn độ nhớt lại tăng do sự thay đổi hóa lý của protein khiến cho các phân tử
của chúng lớn lên [6].
Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng: Đối với sữa áp suất thẩm thấu tương
đối ổn định và trung bình 6,6 atm ở 0˚C. Áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào hàm
lượng lactose và muối phân bố ở dạng phân tử và ion. Nhiệt độ đóng băng của
sữa là -0,5ºC (-0,51ºC đến -0,58ºC) [6]. Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng
sẽ thay đổi khi sữa bị thêm nước hoặc khi sữa lấy ra từ gia súc bị ốm...
Thành phần hóa học của sữa cũng phần nào ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấp và
nhiệt độ đóng băng của sữa [6].
2.2.2. Tính chất hóa học của sữa bị tươi
Thành phần hóa học của sữa khá phức tạp. Tuy nhiên, như đã nói ở trên, sữa

được tạo ra để ni dưỡng bị con nên thành phần của nó đáp ứng khá đầy đủ, cân
đối nhu cầu dinh dưỡng cho con người. Thành phần dinh dưỡng của sữa được liệt
kê trong bảng 2.1.


14
Bảng 2.1: Thành phần sữa tươi nguyên liệu [6]
Các thành phần chính

Hàm lượng (%)

Chất khơ tổng số

12,6

Glucid

4,75

Chất béo

3,78

Protein

3,2

Chất khống

0,87

Nước

87,4

Sữa bao gồm 2 thành phần chính là chất khơ và nước. Chất khơ của sữa gồm
nhiều thành phần khác nhau có giá trị dinh dưỡng cao như lipit, phosphatit,
glycolipit, protein, đường...
- Lipit (chất béo) là một nhóm các hợp chất hịa tan trong các dung môi hữu cơ, nhẹ
hơn nước và thường khơng hịa tan trong nước. Chất béo của sữa bao gồm các
triglixerit, diglixerit, axit béo, sterol, carotenoid, vitamin A, D, E, K và một số chất
khác. Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng,
chất béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan trong chất béo
(A, D, E). Ðối với các sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng
thái của sản phẩm. Có tới 98-99% chất béo của sữa là các triglixerit, 1-2% còn lại là
các phospholipit, cholesterol, carotene [5].
Trong thành phần chất béo của sữa bị có 18 axit béo khác nhau, trong đó có
nhiều axit béo, đặc biệt là nhiều axit béo thuộc nhóm Omega 3,6,9...
Khi để yên sữa, một lớp váng sữa (cream) sẽ được tạo thành trên bề mặt.
Dưới kính hiển vi người ta nhận thấy trong váng sữa có rất nhiều tinh thể hình cầu
với kích thước khác nhau, nổi tự do trong sữa, đó là các cầu lipit của sữa. Mỗi thể
cầu mỡ được bao bọc bằng một màng mỏng.
- Phosphatit và glicolipit:
Các phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng
các cầu lipit. Trong thành phần của chúng có cả axit béo hòa tan trong chất béo và


15
axit béo hòa tan trong nước. Hàm lượng các phosphatit và glicolipit khoảng
0,03-0,05%. Màng của các cầu lipit chứa xấp xỉ 60% các phosphatit.

Lượng phosphatit trong sữa đầu được cho là gấp 2 -3 lần trong sữa bình thường [6].
- Protein
Sữa chứa nhiều loại protein khác nhau, chúng có thể được chia thành hai
nhóm sau:
+ Protein hịa tan: Albumin, imunoglobin, lisozim, lactoferin, lactoperoxydaza…
+ Protein không tan: Một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi
phosphate [1].
Protein không tan bao gồm chủ yếu các casein, một loại phosphoprotein, nó dễ
dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ như: K, Na, Mg để tạo
thành các caseinat, chúng có khả năng hồ tan trong nước. Muối canxi caseinat có
thể kết hợp với canxi phosphat tạo phức canxi phosphat caseinat (tồn tại ở dạng
mixen). Mixen được hợp thành từ các casein αs1, αs2, β và k có đường kính
khoảng 20 nm, sắp xếp sao cho đầu kị nước quay vào trong, đầu ưa nước hướng
ra ngoài [6].
- 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. Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần. Độ hòa tan trong nước cũng kém
hơn (bảng 2.2) [6].
Bảng 2.2. Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/ml) [6]
Nhiệt độ (°C)

-lactoza

-lactoza

0

5

45,1

25

8,6

45,1

39

12,6

45,1

100

70

94,7


16
Mặt khác lactoza còn tồn tại ở hai dạng α và β. Ở 20ºC, α-lactoza chiếm 40%
và β-lactoza chiếm 60%. Khi thay đổi nhiệt độ, có sự chuyển đổi từ dạng α sang
dạng β và ngược lại.
Khi gia nhiệt trên 100ºC thì lactoza sẽ bị biến đổi. Đầu tiên là tạo thành
lactuloza, sau đó là sự phân giải đường tạo ra một loạt các sản phẩm của sự phân
giải này (axit lactic, axit formic...) kết quả làm cho sữa có màu nâu. Sự biến màu
này là do phản ứng giữa lactoza với protein, với các axit amin tạo thành hợp chất
không bền melanoit [6].

- Các muối
Trong thành phần sữa cũng chứa nhiều loại muối khác nhau, ví dụ như các
muối K+,Na+, Mg2+, Ca2+... Bên cạnh đó sữa chứa các muối canxi có ý nghĩa rất
lớn đối với con người đặc biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỷ lệ
rất hài hồ Ca/P = 1/1,3 ở dạng cơ thể dễ hấp thụ.Một loại muối khác cũng quan
trọng khơng kém là có Mg (12 mg%), K (113-172 mg%), Na (30-77 mg%). Tỷ lệ
K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ. Muối kali và natri có tác dụng
giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình
thường [6].
Ngồi các muối nói trên, muối của axit phosphoric và axits limonic có ý nghĩa
rất quan trọng. Các muối của axit phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có
tác dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa. Các muối của axit limonic đặc
biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men,
các loại bơ. Trong thành phần chủng vi sinh vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên
có các vi khuẩn tạo mùi thơm.
- Các vitamin
Sữa có nhiều vitamin gồm cả loại hịa tan trong nước như vitamin nhóm B, C
và vitamin khơng tan trong nước như vitamin A, D, E (bảng 2.3). Tuy nhiên, hàm
lượng của các vitamin này tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D.