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

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


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

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.

 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

 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



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


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


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:

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
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


 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

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


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.

Canxi lactate

25

Trích đoạn Thiết bị trao đổi nhiệt

---