Đặt vấn đề Sữa là một nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng được biết đến từ rất lâu trong lịch sử loài người. Trong sữa có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, các vitamin và khoáng chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cơ thể động vật, đặc biệt là cơ thể con người. Do vậy sữa được coi là một loại thực phẩm không thể thiếu được trong cuộc sống của mỗi chúng ta. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất sữa trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ cả về số lượng lẫn chất lượng.
Hàng loạt các sản phẩm đa dạng về chủng loại đã dần được các công ty sản xuất sữa đưa ra thị trường nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng như các sản phẩm sữa tươi, sữa bột, sữa đặc và sữa chua.Đặc biệt trong đó phải kể đến là sữa chua, một loại thực phẩm đang được rất ưa chuộng trên thế giới và ở cả Việt Nam. Sữa chua là một loại thực phẩm được lên men một cách tự nhiên nên rất tốt cho sức khỏe con người. Quá trình lên men tạo cho sữa chua có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng. Không chỉ có vậy mà quá trình lên men còn tạo ra trong sữa chua một số loại vi khuẩn sinh enzym proteaza, có lợi cho đường ruột, kích thích hệ tiêu hóa làm việc tốt hơn.
Ngoài ra còn có vi khuẩn lactic sinh ra trong quá trình lên men giúp kích thích sự gia tăng về số lượng các vi khuẩn có lợi trong đường ruột, khử một số hoạt tính gây hại, giúp cơ thể sử dụng triệt để canxi, phospho, sắt, làm tăng interferron gama trong cơ thể, kích thích sự tiêu hóa, tăng khả năng tiêu hóa, tăng cường hệ miễn dịch, tạo cảm giác ngon miệng và tăng khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm. Theo nghiên cứu, nếu chúng ta sử dụng sữa chua đều đặn hằng ngày còn có tác dụng làm chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế các bệnh đường ruột, giảm viêm loét dạ dày và ngăn ngừa nguy cơ loãng xương (Lâm Xuân Thanh, 2008)[3]. Biết được những vai trò quan trọng và lợi ích của việc sử dụng sữa chua cũng như để tạo nên sự khác biệt, đa dạng về chủng loại, cách thưởng thức sữa chua của mỗi người cho nên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất sữa chua thạch”. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.
Mục đích Nghiên cứu xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua thạch để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, ổn định nhằm đa dạng hóa sản phẩm. Yêu cầu của đề tài - Nghiên cứu được ảnh hưởng của các thông số công nghệ (tỷ lệ bột rau câu bổ sung, tỷ lệ giống bổ sung, nhiệt độ lên men) đến chất lượng sản phẩm sữa chua thạch. - Xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua thạch. - Phân tích được các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua thạch.
- Tính toán được sơ bộ giá thành sản phẩm trên quy mô phòng thí nghiệm. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới và ở Việt Nam 2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới Sản xuất sữa trên thế giới trong năm 2009 ước đạt 701 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2008.
Tốc độ tăng trưởng sản xuất ở các nước đang phát triển nhanh hơn các nước phát triển và rõ nét vào năm 2010. Dự kiến là tăng trưởng ở các nước đang phát triển sẽ là 4% so với sản lượng ở các nước phát triển, trong khi sản lượng sữa ở các nước phát triển không thấy thay đổi. Sản lượng sữa năm 2010 sẽ tăng khoảng 2% lên 714 triệu tấn [8]. Thị trường sữa thế giới 2008 2009 2010 Tổng sản lượng sữa (triệu tấn) 691,7 700,9 713,6 Tổng thương mại (triệu tấn) 40,5 38,6 40,6 Nhu cầu các nước đang phát triển (kg/người/năm) 65,6 65,7 67,2 Nhu cầu các nước phát triển (kg/người/năm) 248 248 247,6 2.
Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trong nước Sữa và các sản phẩm sữa là những loại thực phẩm truyền thống và thông dụng ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ. Tuy nhiên ở Việt Nam lại không phải thực phẩm truyền thống. Từ khi mở cửa đến nay, mặc dù tiêu dùng sữa trên đầu người ở Việt Nam còn thấp, năm 2007 đạt 12,3 kg/người năm 2009 là 12kg/người. Sản lượng sữa trong 8 năm qua tăng bình quân 27,2% do năng suất sữa được cải thiện.
Sản lượng sữa từ 64,7 nghìn tấn năm 2001 tăng lên 262 nghìn tấn năm 2008, tuy nhiên mới chỉ đáp ứng khoảng 22% nhu cầu trong nước. Trước năm 1990, Việt Nam chỉ có một số nhà máy chế biến sữa do nhà nước quản lý. Tuy nhiên, sự phát triển của ngành sữa đã khiến cho số lượng nhà máy không ngừng mở rộng. Tính đến năm 2005 có 8 công ty sữa với tổng cộng 17 nhà máy chế biến sữa.
Từ năm 2006-2007 một số công ty mới được mở, nâng số nhà máy chế biến sữa trên cả nước lên con số 22. Trong đó, công ty Vinamilk là lớn nhất với 9 nhà máy và có tổng công suất thiết kế quy ra sữa tươi là 1,2 tỷ lít/năm. Tiếp theo là nhà máy sữa Dutch Lady. Hiện nay, công ty Vinamilk có 16 nhà máy.
Tiếp theo là Dutch Lady, Công ty cổ phần sữa Quốc tế hiện có 2 nhà máy. Công suất của một số nhà máy chế biến sữa năm 2005 [11] STT Nhà máy Công suất 1 Công ty sữa Thảo Nguyên Sơn La 12 triệu lít/năm 2 Công ty sữa Elovi Thái Nguyên 30 triệu lít/năm 3 Công ty sữa Hanoimilk 80 triệu lít/năm 4 Công ty sữa Việt Mỹ Hưng Yên 20 triệu lít/năm 5 Công ty sữa Milas Thanh Hóa 30 triệu lít/năm 6 Công ty sữa Nghệ An 20 triệu lít/năm 7 Các công ty sữa của Vinamilk 1,2 tỷ lít/năm 8 Công ty sữa Dutch Lady 540 triệu lít/năm 2. Tổng quan về sữa nguyên liệu Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi con cái của động vật có vú (gồm cả động vật đơn huyệt). Khả năng tạo ra sữa là một trong những đặc điểm để phân định động vật có vú với các loài dộng vật khác.
Sữa được tạo ra là nguồn dinh dưỡng ban đầu cho động vật lúc mới sinh, để chúng ăn trước khi chúng có thể tiêu hóa được các loại thực phẩm khác. Sữa được tiết ra ban đầu gọi là sữa non. Sữa non có chứa các kháng thể từ mẹ để cung cấp cho con non do đó sữa non giúp con non giảm được nguy cơ nhiễm một số bệnh. Ngoài ra sữa là một loại chất giúp cải thiện dinh dưỡng, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.
Tỉ lệ các chất dinh dưỡng có trong sữa của các loài động vật là khác nhau nhưng chúng đều bao gồm các thành phần chính như: nước, chất béo, protein, đường lactose, vitamin và khoáng chất. Những con vật cho nhiều sữa nhất là: trâu, bò, cừu và dê. Sữa được chế biến và sử dụng rộng khắp ở nhiều quốc gia và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong bữa ăn của mỗi gia đình. Ở Việt Nam, sữa bò vừa là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho con người, vừa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm, do đó sữa đóng vai trò vô cùng quan trọng.
Một số tính chất vật lý của sữa bò Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước, có vị đường nhẹ và có mùi không rõ nét. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng ngà đến màu vàng nhạt, có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa bò thường có những tính chất được thể hiện ở bảng sau: n 5 Bảng 2.
Chỉ tiêu các đại lượng vật lý của sữa bò [3] Đại lượng Đơn vị Giá trị Mật độ quang (15oC) - 1,030÷1,034 o Độ chua Dornic 16÷18 Tỷ trọng g/cm3 1,028÷1,036 o Điểm đông C - 0,54oC÷ -0,59oC pH - 6,5÷6,7 Nhiệt dung riêng Cal/g. Thành phần hóa học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi Sữa là một trong những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể con người và các loại động vật hấp thụ. Sữa bò tươi là một hỗn hợp bao gồm các thành phần chính như: nước, chất béo, protein, và đường. Ngoài ra còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ bao gồm các vitamin và khoáng chất.Hàm lượng này có thể thay đổi tùy thuộc vào giống, điều kiện chăn nuôi, tình trạng sức khỏe, chế độ ăn uống, thời tiết, chăm sóc.
Thành phần hóa học trong 1 lít sữa [3] Khối Thành phần Đặc điểm % lượng Nước (g/l) Pha lỏng 902 87,4 Dạng tự do: ở trạng thái phân tử Gluxit Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin, axit 49 4,75 (40-60g/l) sianic ở trạng thái keo, được liên kết với protein <1g/l Ở dạng cầu béo : là những giọt chất béo có đường kính từ 1-10µ, được bao bọc bằng một Chất béo màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương 39 3,78 (25-45g/l) Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo : các sắc tố (β-caroten), sterol (cholesterol), các vitamin n 6 Hợp chất chứa Ỏ dạng mixen 28g nitơ Ở dạng huyền phù 4,7g 33 3,2 (25-40g/l) Ở dạng nitơ phi protein 0,3g Chất khoáng Ở trạng thái keo và hòa tan 9 0,87 (25-40g/l) Chất khô tổng số Sữa đã được làm bốc hơi nước 130 12,6 (g/l) Các chất xúc tác sinh học: vitamin (A, D, E, K, B1, B2, PP.) và các enzim Các chất khác Các khí hòa tan: CO2, O2, N2, chiếm 4-5% thể tích của sữa 2. Nước Nước tự do: nước tự do chiếm 96-97% tổng lượng nước. Nó có thể được tách ra trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô. Nước tự do ở dạng hạt có kích thước khác nhau, phân bố một cách tương đối đồng đều trong sản phẩm.
Nước liên kết: nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ khoảng 3-4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, phosphattit, polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như – NH2, -COOH, OH, =NH,-CO-NH-.Hàm lượng nước liên kết này trong các sản phẩm sữa rất khác nhau (sữa gầy 2,13-2,59%, sữa non 4,15%. Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0oC, không hòa tan muối, đường. Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước tinh khiết với lactoza dưới dạng C12H22O11.
Đường lactose Đường trong sữa được gọi là lactose và chỉ tìm thấy duy nhất trong sữa động vật. Lactose tạo vị hơi ngọt cho sữa.