Coõng ngheọ saỷn xuaỏt
Sửừa chua ( Yoghurt )
1
Mục lục
Phần 1: Tổng quan
I.Nguyên liệu trong công nghiệp chế biến sữa chua
I-1.Giới thiệu về sữa bò
I-1-1.Một số tính chất vật lý của sữa bò
I-1-2.Thành phần hóa học của sữa bò
I-2.Hệ vi sinh vật trong sữûa bò
I-2-1.Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa
I-2-2.Hệ vi sinh vật trong sữa
I-3.Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi
II-Các quá trình căn bản trong công nghệ chế biến sữa chua
II-1.Quá trình đồng hóa
II-1-1.Giới thiệu chung
II-1-2.Cơ sở khoa học của quá trình đồng hóa
II-1-3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa
II-1-4.Thiết bò đồng hóa sử dụng áp lực cao
II-2.Quá trình bài khí
II-2-1.Giới thiệu chung
II-2-2.Cơ sở khoa học của quá trình bài khí
II-2-3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình bài khí
II-2-4.Thiết bò bài khí
II-3.Quá trình thanh trùng và tiệt trùng
II-3-1.Giới thiệu chung
II-3-2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình thanh trùng và tiệt
trùng
II-3-3.Thiết bị thanh trùng và tiệt trùng
Phần 2:Quy trình công nghệ
I-Quy trình chung

là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm.
I-1-1.Một số 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.Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào
hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa.Sữa gầy (sữa đã được tách
béo)thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt.Sữa bò có mùi đặc trưng và vò
ngọt nhẹ.
Giá trò pH của sữa
Sữa tươi có giá trò pH trung bình là 6,6.
Sữa non (colostrum) tức phần sữầu tiên trong một chu kỳ tiết sữa của
động vật-có giá trò pH thường thấp hơn và khoảng chừng 6,0.
Khi sữa bò nhiễm vi sinh vật (VSV) như nhóm vi khuẩn lactic,chúng sẻ
chuyển hóa đường lactose trong sữa thành acid lactid và làm giảm giá trò pH
của sữa.
Độ chua
Trong công nghiệp thực phẩm,độ chua sàn phẩm được xác đònh bằng
phương pháp chuẩn độ.Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa thường được
biểu diển bằng độ Soxhlet Henkel (°SH), độ Thorner (°Th), hoặc độ Dornic
(°D).
Sữa bò tươi có có độ chua trung bình là 7°SH (hay 17°Th)
°SH:là số ml dung dòch NaOH N/4 cần thiết để chuẩn độ hỗn hợp 100ml sữa và 200ml nước cất
có bổ sung vài giọi phenolphtlein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây.Các nước Trung
u thường sử dụng đơn vò này.
°Th: là số ml dung dòch NaOH N/10 cần thiết đề chuẩn độ hỗn hợp 100ml sữa và 200 ml nước cất
có bổ xung vài giọi phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây.Thụy
Điển,Nga, Ucraina, Belarus sử dụng đơn vò này.
4
°D là số ml dung dòch NaOH N/9 cần thiết để chuẩn độ 100ml sữa có bổ xung vài giọt
phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây.Hai nước Pháp và Hà Lan thường
sử dụng đơn vò này để biểu diển độ chua của sữa.

vật cho sữa.
Một số VSV tại khu vực bầu vú có thể chui vào các tyến trong của núm
vú.Tuy nhiên, khi bò có tình trạng sức khỏe tốt thì số lượng VSV cư ngụ tại
các tuyến trong của núm vú không nhiều và thông thường chúng thuộc nhóm
VSV vô hại,không sinh độc tố.Mỗi lần vắt sữa,người ta thường tháo bỏ những
dòng sữa đầu tiên.Khi đó các VSV cư ngụ tại tuyến trong của núm vú dể dàng
bò cuốn trôi theo.
Trong trường hơp động vật bò bệnh viêm vú, số lượng VSV, đặc biệt là các
vi khuẩn cư ngụ tại các tuyến trong núm vú sẽ tăng lên rất nhiều.
I-2-1-b.Người và thiết bò vắt sữa
Đối với phương pháp thủ công, để hạn chế số lượng VSV thì người vắt
phải có sức khoẻ tốt, không mắc bệnh truyền nhiễm.Ngoài ra,tình trạng vệ
sinh cơ thể và các thao tác kỷ thuật của người vắt sữa cũng sẽ ảnh hưỡng đến
số lượng VSV có trong sữa.
Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng máy,cần chú ý vệ sinh cẩn thận
và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa.Đay là
nguồn dễ lây nhiễm VSV cho sữa.
I-2-1-c.Thiết bò chứa sữa
Các thiết bò hoặc dụng cụ chứa cần phải được vệ sinh sạch sẽ và vô
trùng(nếu có thể) trước khi đựng sữa tươi.Đối với các hộ chăn nuôi bò sữa quy
mô nhỏ ý thức và phương pháp vệ sinh dụng cụ đựng sữa chưa được quan tâm
đúng mức nên đây là nguồn gây nhiễm VSV phổ biến cho sữa.
I-2-1-d.Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa
Vi sinh vật tồn tại khắp nơi,do đó tình trạng vệ sinh chuồng trại nơi vắt sữa
cũng là một nguồn gây nhiễm VSV cho sữa.Điều kiện khí hậu nóng ẩm của
Việt Nam rất thuận lợi cho các VSV ưa ấm tồn tại và phát triển.
I-2-2.Hệ vi sinh vật trong sữa
Hệ VSV và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi va øphụ thuộc
vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa.Dưới đây là các VSV thường
tìm thấy trong sữa bò tươi

Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng béo và
hàm lượng chất khô không béo.
+ Lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu chỉnh nhờ quá trình chuẩn hóa để
phù hợp theo yêu cầu sản phẩm.
+Lượng chất khô không béo theo quy đònh của WHO/FAO – không được
thấp hơn 8,2%.Các kết quả nghiên cứu cho thấy khi ta tăng hàm lượng chất
khô trong sữa nguyên liệu,đặc biệt là tăng hàm lượng casein và protein huyết
thanh sữa sẽ làm cho cấu trúc khối đông trở nên bền và ổn đònh hơn,tránh
được hiện tượng tách huyết thanh trong sản phẩm Yoghurt truyền thống.
Để tăng vò ngọt cho Yoghurt ,người ta bổ xung đường (glucose,
saccharose..)vào sữa trong quá trình chế biến.Đường có thể được bổ xung trực
tiếp hoặc dưới dạng purée trái cây.Đối với những sản phẩm dành cho người
ăn kiêng,các nhà xản xuất sử dụng chất tạo ngọt(sweetener), thông dụng nhất
là aspartame.
Đối với một số sản phẩm, người ta có sử dụng chất ổn đònh để Yoghurt có
được cấu trúc, độ nhớt…theo yêu cầu.Các chất ổn đònh thường được sử dụng là
gelatin, pectin, agar-agar…Chúng là những chất ưu nước và có thể liên kết với
nước.Loại chất ổn đònh và hàm lượng sử dụng tối ưu cho từng sản phẩm sẽ
được xác đònh bằng phương pháp thực nghiệm.
8
II-Các quá trình căn bản trong công nghệ chế biến sữa chua
II-1.Quá trình đồng hóa (homogenisation)
II-1-1.Giới thiệu chung
Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hóa được sử dụng với
mục đích ổn đònh hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng
lực nên còn được gọi là quá trình nhũ hóa.
II-1-2.Cơ sở khoa học của quá trình đồng hóa
Kỹ thuậät đồng hóa hệ nhũ tương bao gồn các phương pháp phá vỡ, làm
giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong
pha liên tục.Việc làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai pha và sức căng

phân tán và làm cho các hạt này bò vỡ ra. Dựa trên cơ sở của nguyên lý này,
chúng ta có thể giải thích được sự ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến hiệu
quả của quá trình.
Nguyên lý xâm thực khí (cavitation theory): hệ nhũ tương được bơm đến
khe hẹp với tốc độ cao sẽ làm xuất hiện các bong bóng hơi hơi trong
hệ.Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm vỡ hạt.Theo nguyên
lý đó,sự đồng hóa chỉ diễn ra khi hệ nhũ tương rời khỏi khe hẹp, do đó đối áp
giữ vai trò rất quan trọng và sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa. Các kết
quả nghiên cứu thực nghiệm đã khẳng đònh điều này. Tuy nhiên, sự đồng hóa
vẫn có thể diển ra mà không cần có hiện tượng xuất hiện các bong bóng khí
nhưng hiệu quả của quá trình thấp hơn.
Ngoài ra, do cấu tạo của thiết bò, khi thoát khỏi khe hẹp, các hạt phân
tán sẽ tiếp tục va đập vào một bề mặt cứng.Hiện tượng này cũng góp phần
làm vỡ và giảm kích thước của các hạt.
Hiện nay, phương pháp đồng hóa sử dụng áp lực cao đang được sử
dụng rất rộng rãi tại các cơ sở chế biến sữa.Trong quy trình sản xuất sữa
chua,người ta đa phần là sử dụng phương pháp này.
II-1-2-c.Đồng hóa bằng các phương pháp khác
Để làm giảm kích thước hạt pha phân tán trong hệ nhũ tương, ta có thể
sử dụng phương pháp nghiền keo, dùng dòng chảy xoáy tâm, sóng siêu âm, và
một số phương pháp khác.Trong phương pháp sóng siêu âm, hiện tương xâm
thực khí đóng vai trò quan trọng trong việc phá vỡ các hạt pha phân tán.Sóng
siêu âm sử dụng thường có tần số từ 18-30 kHz.
II-1-3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa
II-1-3- a.Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích
hệ nhũ tương
Nếu thể tích của pha phân tán chỉ chiếm một phần nhỏ so với thể tích
của toàn bộ hệ nhũ tương thì quá trình đồng hóa sẽ được thực hiện một cách
dể dàng và hệ nhũ tương có sẽ có độ bền cao. Ngược lại , hệ nhũ tương với
pha phân tán chiếm tỉ lệ cao thường khó đồng hóa bằng phương pháp thông

chất béo.
Những chất nhũ hóa thường đưỡc sữ dụng trong công nghiệp chế biến
sữa là lecithin, glycerin ester, sorbitol ester…
II-1-4.Thiết bò đồng hóa sử dụng áp lực cao
Thiết bò đồng hóa sử dụng áp lực cao gồm hai bộ phận chính bơm cao áp
và hệ thống tạo cao áp.
11
1-motor chính; 2-bộ truyền đai; 3-đồng hồ đo áp suất; 4-trục quay; 5-piston;
6-hộp piston; 7-bơm; 8-van; 9-bộ phận đồng hóa; 10-hệ thống tạo áp suất thủy lực.
Bơm piston cao áp được vận hành bởi động cơ điện thông qua một trục
quay và bộ truyền động để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành
chuyển động tònh tiến của piston.
Các piston chuyển động trong xylanh ở áp suất cao.chúng được chế tạo từ
những vật liệu có độ bền cơ học cao. Bên trong thiết bò còn có hệ thống dẫn
nước vằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình làm việc.
Các hạt của hệ phân tán sau khi qua khe hẹp thứ nhất,
thì va vào bề mặt cứng, rồi đi qua khe hẹp thứ hai
12
Hình dạng các hạt béo trong sữa sau quá trình đồng hóa hai cấp
a-Các hạt béo trong sữa sau khi đi qua khe hẹp thứ nhất
b-Các hạt béo trong sữa sau khi đi qua khe hẹp thứ hai
II-2.Quá trình bài khí (deaeration)
II-2-1.Giới thiệu chung
Trong công nghiệp chế biến sữa, quá trình bài khí được thực hiện nhằm
mục đích chủ yếu tách các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa nguyên liệu .
Theo Campell D (1980), trong quá trình bài khí, một số hợp chất dễ bay
hơi (đặc biệt là các chất gây mùi không tốt cho sữa) cũng sẽ bò tách đi. Tuy
nhiên, một số hợp chất bay hơi có thể không bò mất đi trong quá trình bài khí,
thường đó là những chất bay hơi hòa tan được trong chất béo.
Sữa tươi vừa được vắt chứa một hàm lượng CO

6,21
Hàm lượng khí trong sữa tại các nhà máy chế biến sữa (% thể tích)
Các chất khí dạng phân tán trong sữa có thể gây ra một số khó khăn sau
đây trong quá trình chế biến sữa:
-Giảm mức độ chính xác khi đònh lượng sữa bằng phương pháp thể tích.
-Giảm hiệu quả hoạt động của các thiết bò truyền nhiệt.
-Giảm hiệu suất phân riêng trong các thiết bò tách chất béo.
-Giảm mức độ chính xác trong các dây truyền tự động chuẩn hóa sữa (hiệu
chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa)…
Ở các trang trại nuôi bò sữa với số lượng lớn , sữa tươi thường được bơm
qua thiết bò bài khí trước khi đưa vào xe bồn chở về nhà máy. Đến nhà máy ,
sữa tươi từ xe bồn sẽ được đưa qua thiết bò bài khí một lần nữa, rồi lần lượt
13
qua thiết bò đònh lượng, thiết bò xử lý nhiệt sơ bộ trước khi đưa vào bồn bảo
quản nguyên liệu.
Trong các quy trình chế biến sữa , thiết bò bài khí thường được đặt bên
cạnh thiết bò trao đổi nhiệt, tách keo ,chuẩn hóa và đồng hóa. Chúng tạo nên
một dây truyền xử lý sữa hoàn chỉnh.
II-2-2.Cơ sở khoa học của quá trình bài khí
Đầu tiên, sữa được nâng nhiệt độ trong thiết bò trao đổi nhiệt rồi đi vào
thiết bò bài khí. Người ta sẽ tạo một áp lực chân không thích hợp trong thiết bò
bải khí sao cho nhiệt độ sữa bò giảm đi khoảng 7-8°C. Khi đó, các khí ở dạng
phân tán, hòa tan và một phần hơi nước cùng các chất dễ bay hơi khác thoát
ra khỏi thiết bò . Toàn bộ hỗn hợp này sẻ được đi vào bộ phận ngưng tụ được
đặt trên đỉnh của thiết bò bài khí.Còn khí và các cấu tử không ngưng tụ sẻ
được bơm chân không hút đẩy ra ngoài.
Việc sử dụng kết hợp hai yếu tố: nhiệt độ và áp lực chân không sẽ giúp
cho quá trình bài khí diển ra nhanh và đạt hiệu quả cao.
II-2-3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình bài khí
II-2-3-a.Nhiệt độ của sữa

bộ phân ngưng tụ xuyên qua nắp thiết bò. Cửa vào cho sữa có tiết diện khá
rộng đựơc bố trí trên thân thiết bò. Sữa được bơm vào theo phương tiếp tuyến
với hình trụ qua cửa (2).Các khí phân tán và một phần hơi nước thoát ra khỏi
sữa sẽ làm tăng tốc độ dòng chuyển động của sữa theo các vòng xoáy đi
xuống phía đáy thiết bò . Sữa được thoát ra cửa (3).
Trong công nghệ sản xuất Yoghurt thiết bò bài khí có bộ phận ngưng tụ
nằm bên ngoài thiết bò.Khi đó người ta thực hiện quá trình bài khí kết hợp với
quá trình cô đặc sơ bộ sữa nguyên liệu.Do đó trong trường hợp này ta không
cần sử dụng bơm chân không.
II-3.Quá trình thanh trùng và tiệt trùng
II-3-1.Giới thiệu chung
15
Vi sinh vật có mặt khắp nơi trong thế giới chúng ta đang sống. Thực phẩm
và các nguyên liệu chế biến thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưởng nên dể bò
nhiễm VSV. Trong thực phẩm, VSV tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc
bào tử. Hệ VSV trong thực phẩm có thể được chia làm hai nhóm cơ bản:
Nhóm VSV có khả năng gây bệnh cho người và sinh tổng hợp độc tố
(toxin): gồm các loại vi khuẩn Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes
, Clostridium perfrigens , Clotridium botulium, một số loài thuộc giống
Salmonella, Coliform , Campylobacter, Bacillus, Vibrio, Yersinia; một số loài
nấm mốc như Aspergilus flavus , Aspergillus parasiticus, Asperfiluss
versicolor, Penicillium aurantiogeiseum …
Độc tố VSV được chia làm hai loại : Nội độc tố và ngoại độc tố và ngoại
độc tố.
Nội độc tố là những độc tố được VSV tổng hợp và giữ lại “bên trong tế
bào”. Nhiều độc tố là thành phần tham gia cấu tạo nên màng tế bào vi khuẩn.
Khi chết và quá trình tự phân xảy ra thì nội độc tố mới được giải phóng ra môi
trường. Ví dụ như giống vi khuẩn Salmonella có khả năng sinh tổng hợp nội
độc tố.
Ngược lại, Ngoại độc tố là những độc tố được VSV tổng hợp ra trong tế

phẩm càng cao. Tuy nhiên, nhiệt độ xử lý quá cao và thời gian xử lý quá dài
sẽ làm giảm đi giá trò dinh dưỡng và cảm quang của một số thực phẩm.Thông
thường , thực phẩm sau thanh trùng vẫn giữ được giá trò chất lượng dinh dưỡng
và cảm quan tương tự như trước khi thanh trùng , nhưng thời gian bảo quản
thực phẩm thanh trùng thường không dài.
Mục đích của quá trình tiệt trùng (sterilisation) là tiêu diệt toàn bộ hệ VSV
(bao gồm VSV gây bệnh và không gây bệnh) và vô hoạt không thuận nghòch
những enzyme có trong thực phẩm. Để đạt được mục đích này, quá trình tiệt
trùng được thực hiện ở nhiệt độ cao (thường lớn hơn 100°C ), đội khi kết hợp
với áp suất cao và thời gian xử lý nhiệt kéo dài. Sản phẩm qua quá trình tiệt
trùng được gọi là vô trùng.
Trong công nghiệp thực phẩm , khái niệm “thực phẩm vô trùng” không có
ngoài thực tiễn. Như vậy, mục đích của quá trình tiệt trùng trong sản xuất thực
phẩm không thể đạt được mộtcách tuyệt đối. Các nhà sản xuất thực phẩm đã
đưa ra một khái niệm mới “Thực phẩm vô trùng công nghiệp”. Đó là những
sản phẩm chưa đạt dược mức độ vô trùng tuyệt đối. Tuy nhiên, chúng không
chứa các VSV không gây bệnh.Riêng các enzyme hầu hết bò vô hoạt. Các
VSV không gây bệnh có thể còn sống sót trong thực phẩm nhưng với số lượng
rất thấp và hoạt tính trao đổi chất của chúng bò ức chế mạnh mẽ sau quá trình
xử lý thực phẩm ở nhiệt độ cao. Điều quan trọng là các “thực phẩm vô trùng
công nghiệp” có thể giữ được các chỉ tiêu chất lượng trong khoảng thời gian
không thấp hơn sáu tháng trong những điều kiện bảo quản xác đònh.
II-3-2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình thanh trùng và
tiệt trùng
II-3-2-a.Hệ vi sinh vật trong thực phẩm
Như ta đã biết, số lược tế bào VSV trong mẫu sẽ ảnh hưởng đến việc chọn
giá trò nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt. Nếu hàm hượng VSV trong mẫu càng
nhiều, để đạt được một mức độ vô trùng công nghệp theo quy đònh, chế độ xử
lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao và thời gian dài hơn. Như vậy, việc
hạn chế số lượng VSV ban đầu trong mẫu trước khi thanh trùng hoặc tiệt trùng