Đề tài: Toàn bộ quy trình công nghệ sản xuất bơ và các thiết bị sử dụng

Khám phá quy trình công nghệ sản xuất bơ chi tiết trong ngành thực phẩm. Tài liệu đề cập nguyên liệu, thiết bị, quy trình lên men và tiêu chuẩn chất lượng.

• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Quy trình công nghệ sản xuất bơ chi tiết từ A-Z
• Loại tài liệu: Tiểu luận

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình công nghệ sản xuất bơ

Quy trình công nghệ sản xuất bơ là một công đoạn phức tạp đòi hỏi kỹ thuật cao và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Bơ được tạo ra từ cream - nguyên liệu chính được chiết xuất từ sữa tươi thông qua phương pháp ly tâm hoặc mua từ các nhà máy chế biến sữa khác. Quá trình sản xuất bơ bao gồm các bước: thanh trùng, lên men, khuấy nhồi tạo hạt và đóng gói. Chất lượng sản phẩm bơ cuối cùng phụ thuộc vào từng giai đoạn xử lý nguyên liệu và điều kiện kỹ thuật. Hiện nay, có hai phương pháp chính: sản xuất bơ có lên men và sản xuất bơ không lên men, mỗi phương pháp có những đặc điểm riêng về hương vị, cấu trúc và thời gian bảo quản.

1.1. Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ

Cream là nguyên liệu chủ yếu, có hàm lượng chất béo từ 35-40%, tối thiểu 12%. Chỉ tiêu chất lượng cream bao gồm: mùi vị không lạ (tránh mùi ôi từ oxy hóa), hàm lượng chất béo ổn định, và chỉ số iod từ 28-42 để đảm bảo cấu trúc bơ tối ưu. Cream phải được thanh trùng ngay ở 63-65°C trong 15 giây để loại bỏ vi sinh vật, đặc biệt là các vi khuẩn ưa lạnh có khả năng sản sinh enzyme lipase.

1.2. Vi sinh vật và phụ gia trong sản xuất bơ

Trong sản xuất bơ lên men, sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD, phổ biến nhất là Streptococcus diacetylactis và Leuconostos citrovorum. Các phụ gia như muối được thêm vào để điều chỉnh độ mặn (thường 0,5-2%), giúp bảo quản và tăng hương vị. Không được chứa dư lượng kháng sinh hay chất tẩy rửa công nghiệp vì chúng sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn lactic.

II. Quy trình công nghệ sản xuất bơ chi tiết

Quy trình sản xuất bơ diễn ra qua nhiều giai đoạn liên tiếp, mỗi giai đoạn đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đầu tiên, cream được thanh trùng ở nhiệt độ cao để tiêu diệt các vi sinh vật có hại. Sau đó, cream được làm lạnh và bảo quản ở 2-4°C trước khi xử lý. Giai đoạn tiếp theo là lên men (nếu sản xuất bơ có lên men), trong đó vi khuẩn lactic được thêm vào để phát triển hương vị đặc trưng. Cuối cùng, cream được khuấy nhồi trong máy churn để tách phân lớp chất béo từ whey, tạo thành các hạt bơ. Sản phẩm sau đó được xử lý, bổ sung muối nếu cần, rồi đóng gói.

2.1. Quy trình sản xuất bơ có lên men

Bơ lên men được tạo bằng cách thêm vi khuẩn lactic vào cream đã thanh trùng. Vi khuẩn này sinh ra axit lactic và các hợp chất thơm như diacetyl, tạo ra hương vị đặc trưng. Thời gian lên men thường kéo dài 12-24 giờ ở nhiệt độ 18-22°C. Sau lên men, cream được làm lạnh rồi khuấy nhồi để tách chất béo khỏi chất lỏng, cuối cùng nặn từng lần để loại bỏ nước và whey còn lại.

2.2. Quy trình sản xuất bơ không lên men

Bơ không lên men được sản xuất từ cream chưa lên men, giữ nguyên vị lợi nhạt của sữa. Cream được làm lạnh nhanh chóng ở 2-4°C, sau đó trực tiếp vào máy churn khuấy nhồi. Phương pháp này đơn giản hơn, thời gian sản xuất ngắn hơn, và sản phẩm có thể bảo quản lâu hơn nhờ không có quá trình lên men tạo axit.

III. Thiết bị trong quy trình sản xuất bơ

Các thiết bị sản xuất bơ hiện đại được thiết kế để tối ưu hóa từng giai đoạn sản xuất. Thiết bị thanh trùng (pasteurizer) gồm các loại: thanh trùng dạng bản mỏng trao đổi nhiệt nhanh chóng, hoặc dạng ống có hiệu suất cao. Thiết bị lên men bao gồm bồn fermentation có hệ thống điều khiển nhiệt độ chính xác. Thiết bị churn (khuấy nhồi) là phần quan trọng nhất, tách chất béo từ whey thông qua chuyển động cơ học liên tục. Có hai loại: thiết bị hoạt động gián đoạn (batch) phù hợp sản xuất quy mô nhỏ, và thiết bị hoạt động liên tục (continuous) cho sản xuất công nghiệp lớn. Thiết bị đóng gói cuối cùng giúp bảo quản bơ trong các điều kiện tối ưu.

3.1. Thiết bị thanh trùng và trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng (plate heat exchanger) cho phép thanh trùng nhanh chóng ở 63-65°C trong 15 giây. Thiết bị dạng ống (tubular) có diện tích trao đổi lớn, hiệu suất cao hơn. Một số thiết bị hiện đại kết hợp bộ khuấy trộn cơ học để đảm bảo cream được nung nóng đều, tránh nóng chảy từng vùng.

3.2. Thiết bị churn và tạo hạt bơ

Máy churn gián đoạn phù hợp cho sản xuất quy mô vừa, mỗi lô xử lý từ 100-1000 lít. Máy churn liên tục sử dụng cho sản xuất công nghiệp, có thể xử lý hàng tấn cream mỗi giờ với hiệu suất cao, chi phí thấp hơn. Cả hai loại đều sử dụng chuyển động quay hoặc dao nhồi để tách phân lớp chất béo, tạo thành các hạt bơ nhỏ đồng đều.

IV. Chỉ tiêu chất lượng và hướng phát triển sản phẩm bơ

Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm bơ bao gồm: hàm lượng chất béo (tối thiểu 80%), độ ẩm (tối đa 16%), hàm lượng muối (0,5-2% tùy theo loại), và đặc điểm cảm quan (mùi vị, màu sắc, cấu trúc). Bơ chất lượng tốt phải có cấu trúc mềm, dễ trét, không bị chua hay có mùi lạ. Hiện nay, hướng phát triển sản phẩm tập trung vào đa dạng hóa: tạo bơ với hình dạng khác nhau, bổ sung gia vị tạo hương vị (tỏi, thảo mộc, hoa quả), phát triển dòng bơ ít béo, hoặc điều chỉnh thức ăn cho bò để tạo bơ phết đặc biệt. Các nhà sản xuất cũng áp dụng quy trình liên tục để nâng cao hiệu suất, giảm chi phí sản xuất, và phát triển các sản phẩm đặc trưng phù hợp thị trường địa phương.

4.1. Tiêu chuẩn chất lượng bơ thành phẩm

Hàm lượng chất béo phải từ 80% trở lên, độ ẩm tối đa 16%, hàm lượng muối 0,5-2% tùy sản phẩm. Về cảm quan, bơ phải có mùi vị thơm, không có mùi ôi hoặc chua bất thường. Cấu trúc phải mềm, dễ trét ở nhiệt độ phòng, không có tinh thể lớp hoặc vón cục. Các sản phẩm chất lượng cao thường đạt chứng chỉ quốc tế và huy chương từ các cuộc thi sản phẩm.

4.2. Xu hướng phát triển sản phẩm bơ mới

Đa dạng hóa sản phẩm bằng việc thêm gia vị (tỏi, thảo mộc, mật ong) hoặc tạo hình dáng mới (kool, ngoài). Phát triển bơ ít béo (60-70% chất béo) phù hợp với xu hướng ăn uống lành mạnh. Ứng dụng quy trình liên tục để tăng năng suất. Điều chỉnh thức ăn bò để tạo dòng bơ phết với chất lượng đặc biệt, thường được gọi là grass-fed butter hoặc organic butter.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MUÏC LUÏC Muïc luïc I/ TOÅNG QUAN VEÀ QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT BÔ. Vi sinh vaät. Caùc phuï gia.4 2) Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô. Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô leân men.

Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô khoâng leân men.11 3) Bô thaønh phaåm. Caùc chæ tieâu chaát löôïng saûn phaåm.12 II/ THIEÁT BÒ TRONG QUY TRÌNH SAÛN XUAÁT BÔ.13 1) Caùc thieát bò thanh truøng. Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng baûn moûng. Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng oáng.

Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng oáng coù söû duïng boä phaän khuaáy troän cô hoïc. So saùnh giöõa caùc nhoùm thieát bò.22 2) Caùc thieát bò leân men. Caáu taïo chung. Nguyeân lyù hoaït ñoäng.

Giôùi thieäu moät soá thieát bò.23 3) Caùc thieát bò taïo haït bô (churning). Thieát bò hoaït ñoäng giaùn ñoaïn. Thieát bò hoaït ñoäng lieân tuïc.26 4) Caùc thieát bò bao goùi.34 1 3) So sánh. Sản phẩm trong nước và ngoài nước.

Phương pháp chế biến:. Hàm lượng muối (%) trong sản phẩm. Hàm lượng chất béo. Trạng thái cấu trúc.

Thành phần đặc biệt bổ sung thêm. Tính năng sử dụng. Cách xử lý nguyên liệu cream. Sản phẩm mang tính văn hoá truyền thống.

Sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng- huy chương. Sản phẩm của các nước Châu Âu. Sản phẩm của nước Pháp.9 Butter in Japan.Hướng phát triển sản phẩm. Làm đa dạng hóa sản phẩm bằng cách tạo ra hình dạng bơ khác nhau, hoặc bổ sung những gia vị tao hương vị thơm ngon.

Sử dụng quy trình sản xuất bơ liên tục. Tạo ra dòng sản phẩm ít béo. Điều chỉnh thức ăn cho bò để tao ra dòng sản phẩm bơ phết. Những hướng phát triển sản phẩm tạo ra dòng sản phẩm đặc trưng phù hợp với yêu cầu chuyên biệt của việc sản xuất những loại sản phẩm khác.59 Taøi lieäu tham khaûo I/ TOÅNG QUAN VEÀ QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT BÔ: 2 1) Nguyeân lieäu: 1.

Cream: Nguyeân lieäu chính trong saûn xuaát bô laø cream. Caùc nhaø maùy saûn xuaát bô coù theå thu nhaän cream töø nguyeân lieäu söõa töôi baèng phöông phaùp ly taâm hoaëc thu mua cream töø nhöõng nhaø maùy cheá bieán söõa khaùc.1 Caùc chæ tieâu chaát löôïng cuûa cream:  Ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng cream, ngöôøi ta döïa vaøo ba nhoùm chæ tieâu: caûm quan, hoùa lyù, vi sinh.  Chæ tieâu caûm quan: hai chæ tieâu quan troïng nhaát laø:  Muøi. => Khoâng ñöôïc coù muøi vò laï, ñaëc bieät laø muøi oâi do chaát beùo bò oxy hoùa.

 Chæ tieâu hoùa lyù:  Haøm löôïng chaát beùo: thöôøng dao ñoäng trong khoaûng 35 – 40%, min 12%.  Chæ soá iod: - Neáu chæ soá iod quaù cao (lôùn hôn 42), bô thaønh phaåm seõ coù caáu truùc raát meàm. - Neáu chæ soá iod quaù thaáp (nhoû hôn 28), bô seõ trôû neân cöùng vaø khoù pheát leân baùnh khi söû duïng. => Döïa vaøo giaù trò chæ soá iod cuûa nguyeân lieäu, nhaø saûn xuaát seõ thay ñoåi caùc thoâng soá coâng ngheä thích hôïp ñeå chaát löôïng bô thaønh phaåm luoân oån ñònh vaø ñaït yeâu caàu.

 Dö löôïng khaùng sinh, caùc chaát taåy röûa coâng nghieäp: khoâng ñöôïc chöùa caùc chaát naøy. => Do nhöõng chaát naøy seõ öùc cheá hoaït ñoäng cuûa caùc vi khuaån lactic vaø keùo daøi thôøi gian leân men. Hôn nöõa, haøm löôïng caùc saûn phaåm trao ñoåi chaát do vi khuaån gioáng taïo ra seõ khoâng caân ñoái vaø aûnh höôûng khoâng toát ñeán höông vò saûn phaåm.  Chæ tieâu vi sinh: haøm löôïng vi sinh vaät (VSV) trong cream caøng thaáp caøng toát.

 Nhoùm vi khuaån öa laïnh: ngöôøi ta thöôøng chuù yù ñeán nhoùm vi khuaån naøy vì chuùng coù khaû naêng sinh toång hôïp enzym lipase chòu nhieät. Trong quaù trình thanh truøng cream, haàu heát caùc VSV bò tieäu dieät. Tuy nhieân, lipase töø vi khuaån öa laïnh coù theå giöõ ñöôïc hoaït tính ôû nhieät ñoä 100C (Luquet, 1986). Enzym naøy xuùc taùc quaù trình thuûy phaân chaát beùo, laøm thay ñoåi thaønh phaàn chaát beùo trong nguyeân lieäu.

=> Giaûi phaùp: tieán haønh thanh truøng ngay söõa töôi khi môùi nhaäp veà nhaø maùy roài baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä thaáp ( 2 – 4C) tröôùc khi ñem vaøo cheá bieán. Cheá ñoä thanh truøng laø 3 63 – 65C trong 15 giaây. Khi ñoù nhoùm VSV öa laïnh – nguoàn sinh toång hôïp lipase chòu nhieät – seõ bò tieâu dieät hoaøn toaøn. Neáu caùc nhaø maùy khoâng coù ñieàu kieän thanh truøng ngay söõa töôi môùi thu mua thì phaûi tieán haønh laøm laïnh vaø baûo quaûn söõa ôû 2 – 4C.

Trong thôøi gian toái ña 24 giôø tieáp theo, ta phaûi thöïc hieän quaù trình thnah truøng söõa.2 Xöû lyù cream coù ñoä chua cao:  Trong tröôøng hôïp nhaø maùy mua cream nguyeân lieäu coù chaát löôïng khoâng toát, ñoä chua cao (15 – 20D) thì caàn tieán haønh xöû lyù cream tröôùc khi ñöa vaøo saûn xuaát bô.  Caùc phöông phaùp:  Röûa cream baèng nöôùc saïch vôùi tæ leä cream/nöôùc laø 1/2 (v/v), sau ñoù tieán haønh ly taâm ñeå taùch nöôùc.  Trung hoøa ñeå laøm giaûm ñoä chua cuûa nguyeân lieäu cream, hoùa chaát thöôøng duøng laø CaO, Ca(OH)2. Vi sinh vaät: Trong saûn xuaát bô leân men, ngöôøi ta söû duïng vi khuaån lactic daïng LD.

Thöôøng gaëp nhaát laø Streptococcus diacetylactis vaø Leuconostos citrovorum. Trong quaù trình leân men, ngoaøi acid lactic, chuùng sinh toång hôïp caùc hôïp chaát deã bay hôi nhö aldehyde acetic, diacetyl, acetoin… Caùc hôïp chaát naøy seõ taïo cho saûn phaåm bô höông vò ñaëc tröng. Caùc phuï gia:  Chaát maøu: Maøu saéc cuûa bô do caùc hôïp chaát carotenoides quyeát ñònh. Thoâng thöôøng, vaøo muøa ñoâng haøm löôïng caùc hôïp chaát treân trong söõa thaáp hôn muøa heø neân bô thaønh phaåm coù maøu nhaït hôn.

Ngöôøi ta cho pheùp söû duïng moät soá chaát maøu thöïc phaåm trong saûn xuaát bô. Ví duï nhö ôû Phaùp, caùc chaát maøu coù nguoàn goác thieân nhieân sau ñaây ñöôïc pheùp söû duïng:  Curcumine (E100)  Anthocyane (E160)  Cochenille (E120)  Lactoflavin (E101)  Chlorophylle(E140)  Indigotine (E132)  Carbomedicinalis vegetalis  Caramel (E150) (E153)  Carotenoides (E160)  Muoái NaCl: yeâu caàu ñoä tinh saïch khoâng thaáp hôn 99,7%.  Chaát choáng oxy hoùa: phoå bieán nhaát laøgallat propyle, gallate octyl, gallate dodecyl, butyl hydroxy anisol (BHA) hoaëc butyl hydroxy toluen (BHT). Haøm löôïng söû duïng thöôøng khoâng quaù 0,01%.

 Caùc gia vò khaùc: 4 Ñeå ña daïng hoùa caùc saûn phaåm bô treân thò tröôøng, nhaø saûn xuaát coù theå söû duïng moät soá gia vò khaùc. Vieäc löïa choïn gia vò phuï thuoäc vaøo thò hieáu ngöôøi tieâu duøng vaø quy ñònh cuûa moãi nöôùc. Ví duï nhö ôû Phaùp, ngöôøi ta cho pheùp söû duïng nhöõng gia vò nhö tieâu, toûi, muøi taây, cuû ñinh höông… trong saûn xuaát bô. 2) Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô: 2.

Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô leân men: 2. Thanh truøng:  Muïc ñích: tieâu dieät heä VSV vaø öùc cheá hoaït tính caùc enzym trong cream.  Phöông phaùp thöïc hieän:  Nhieät ñoä thanh truøng thöôøng söû duïng laø 90 – 95C trong thôøi gian toái ña 15 – 20 giaây. Neáu cream coù chaát löôïng toát, ngöôøi ta thöôøng gia nhieät nhanh nguyeân lieäu ñeán 95C roài laøm nguoäi ngay.

Neáu taêng nhieät ñoä vaø thôøi gian thanh truøng thì hieäu quaû cuûa quaù trình seõ taêng. Tuy nhieân, cream seõ coù muøi naáu vaø aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng bô thaønh phaåm.  Tröôøng hôïp cream coù muøi laï: - Söû duïng phöông phaùp baøi khí trong ñieàu kieän chaân khoâng ñeå taùch caùc caáu töû deã bay hôi ra khoûi cream. Quaù trình baøi khí seõ ñöôïc keát hôïp thöïc hieän cuøng vôùi quaù trình thanh truøng cream.

- Quy trình thöïc hieän:  Ñaàu tieân, cream seõ ñöôïc bôm vaøo thieát bò trao ñoåi nhieät daïng baûng moûng ñeå gia nhieät leân ñeán 78C.  Tieáp theo, cream ñöôïc ñöa vaøo boàn chaân khoâng ñeå thöïc hieän quaù trình baøi khí. AÙp löïc chaân khoâng caàn ñöôïc hieäu chænh sao cho nhieät ñoä soâi cuûa cream trong boàn dao ñoäng quanh giaù trò 62C. Khi ñoù caùc caáu töû deã bay hôi seõ ñöôïc taùch ra khoûi cream.

 Cuoái cuøng, cream ñöôïc ñöa trôû laïi heä thoáng trao ñoåi nhieät baûn moûng ñeå gia nhieät tieáp leân ñeân 95C roài laøm nguoäi. ÔÛ chaâu AÂu, vaøo muøa heø söõa töôi thöôøng coù muøi haønh do nhoùm caây hoï haønh moïc phoå bieán treân caùc ñoàng coû. Khi ñoù quaù trình baøi khí cream trong saûn xuaát bô laø caàn thieát. 5 6 Crea m Vi khuaån Thanh lactic truøng Nhaân Caáy gioáng gioáng Leân men vaø xöû lyù nhieät – laïnh Taïo haït bô Muoái (churning) vaø Söõa bô xöû lyù (buttermil k) Bao Bao goùi bì Bô leân men Hình 1: Sô ñoà quy trình coâng ngheä saûn xuaát bô leân men 7 2.

Caáy gioáng vi sinh vaät: Caùc nhaø maùy saûn xuaát bô coù theå söû duïng sinh khoái vi khuaån lactic döôùi daïng saáy thaêng hoa do caùc haõng chuyeân saûn xuaát gioáng VSV cung caáp. Neáu khoâng, hoï coù theå töï nhaân gioáng ñeå phuïc vuï saûn xuaát.  Caáy gioáng VSV:  Moâi tröôøng nhaân gioáng: phoå bieán nhaát laø söõa gaày. Tröôùc khi nhaân gioáng, söõa gaày ñöôïc thanh truøng ôû 90 – 95C trong thôøi gian 15 – 30 phuùt.

 Nhaân gioáng: - Ta söû duïng phöông phaùp nhaân gioáng theo nhieàu caáp ñeå coù ñuû soá teá baøo vi khuaån caáy vaøo cream. - Caùc thoâng soá kyõ thuaät:  Nhieät ñoä: 20C.  Thôøi gian nhaân gioáng cho moãi caáp: 7 – 10 giôø. - Canh tröôøng VSV thu ñöôïc coù ñoä chua 18 – 20SH, soá teá baøo vi khuaån coù theå leân ñeán 109 teá baøo/ml.

Nhöõng saûn phaåm trao ñoåi chaát quan troïng nhaát cuûa vi khuaån trong canh tröôøng laø acid lactic, diacetyl vaø acid acetic. Chuùng seõ aûnh höôûng ñeán höông vò cuûa bô thaønh phaåm.  Tæ leä gioáng caáy: phuï thuoäc chæ soá iod cuûa nguyeân lieäu vaø nhieät ñoä leân men, tæ leä gioáng caáy thöôøng khoaûng 1 – 7% (v/v). Leân men vaø xöû lyù nhieät laïnh: Quaù trình leân men vaø xöû lyù nhieät – laïnh seõ dieãn ra song song.

Leân men:  Muïc ñích: Söû suïng vi khuaån lactic ñeå sinh toång hôïp acid lactic vaø caùc saûn phaåm trao ñoåi chaát taïo ñoä chua vaø höông vò ñaëc tröng cho cream.  Ñieàu khieån quaù trình leân men:  Toác ñoä acid hoùa cream vaø cheá ñoä xöû lyù nhieät seõ aûnh höôûng ñeán caáu truùc bô thaønh phaåm.  Yeâu caàu kyõ thuaät: Sau quaù trình leân men - Ñoä chua phaàn khoâng beùo trong cream caàn ñaït quanh giaù trò 36SH. - Haøm löôïng diacetyl trong cream khoaûng 1,0 – 1,5ppm.

 Thieát bò: thieát bò hình truï coù caùnh khuaáy vaø boä phaän hieäu chænh nhieät ñoä. Xöû lyù nhieät laïnh:  Muïc ñích: keát tinh moät löôïng chaát beùo coù trong cream.  Nguyeân taéc thöïc hieän: Do cream chöùa hoãn hôïp caùc chaát beùo coù ñieåm noùng chaûy khaùc nhau neân nhieät ñoä keát tinh cuûa chuùng cuõng khaùc nhau. Toác ñoä keát tinh vaø ñoä tinh khieát cuûa 8 caùc tinh theå seõ phuï thuoäc vaøo cheá ñoä xöû lyù nhieät.