UHT - Công nghệ tiệt trùng sữa phổ biến nhất hiện nay

1Công nghệ Chế biến tiệt trùng Bozena Malmgren Lund, Sweden 2 Bozena Malmgren 1004BM 2Nội dung 1. Tổng quan về công nghệ tiệt trùng UHT - Sản phẩm axit cao và axit thấp - Tiệt trùng thương mại - Ảnh hưởng của nhiệt – giá trị Fo, C, B*, C* 2. Các phương pháp tiệt trùng UHT - Gián tiếp -Trực tiếp - Kết hợp 3. Biến đổi của sữa bò trong quá trình gia nhiệt, tác động đến: - Chất béo 3 1004BM - Chất đạm - Lactoza - Khoáng chất - Vitamin - Biến đổi về giá trị dinh dưỡng Tổng quan về ô hệ tiệt t ù UHTc ng ng r ng 3Công nghệ tiệt trùng UHT Môi trường tiệt trùng Tiệt trùngTiệt trùng Rót & Đóng hộp 5 Sản phẩm tiệt trùng UHT 6 PSD.TPDYS.BM.600_1101,1004BM 4Tiệt trùng thương mại Một sản phẩm tiệt trùng thương mại cần phải: ►Giữ chất lượng tốt, ổn định, không hư hỏng trong quá trình bảo quản ►Không chứa các vi khuẩn và các độc tố có thể gây hại sức khỏe người tiêu dùng 7 ►Không chứa bất cứ vi sinh vật nào có khả năng sinh sôi, phát triển khiến gây hỏng sản phẩm, trong quá trình bảo quản 1004BM Tế bào sinh dưỡng Bào tử Vi khuẩn gây bệnh 8 Nấm men Nấm mốc Vi-rút PSD.TPDYS.BM.615,1004BM 5Tế bào sinh dưỡng Vi khuẩn gây bệnh Virut Bào tử 9 Nấm men Nấm mốc Vi rút Tế bào sinh dưỡng Bào tử Vi khuẩn gây bệnh Nấm men Nấm mốc 10 6Vi khuẩn gây bệnh Tế bào sinh dưỡng Bào tử Vi rútNấm men Nấm mốc 11 Vi khuẩn gây bệnhTế bàosinh dưỡng Bào tử Vi rútNấm men Nấm mốc 12 713 4,5 – 4,64,2 pH 120 Sản phẩm có thời hạn bảo quản lâu (long-life products) Độ axit cao Độ axit thấp ZZ Z ZZ Z 14 KiềmAxit 4.5 – 4.6 74.2 TP70:163,1004BM 8Tiệt trùng thương mại Một sản phẩm tiệt trùng thương mại cần phải: ►Giữ chất lượng tốt, ổn định, không hư hỏng trong quá trình bảo quản ►Không chứa các vi khuẩn và các độc tố có thể gây hại sức khỏe người tiêu dùng 15 ►Không chứa bất cứ vi sinh vật nào có khả năng sinh sôi, phát triển, gây hư hỏng sản phẩm, trong quá trình bảo quản 1004BM Thời hạn sử dụng của sữa “Là khoảng thời gian sản phẩm sữa có thể lưu giữ & tiêu dùng trước khi chất ►Màu sắc ►Mùi ►Vị , lượng sữa chạm vào ngưỡng tối thiểu cho phép, theo các tiêu chí sau 16 ►Cấu trúc (texture) ►Tính ổn định PSD.TPD&B.BP.3.19,1004BM 9Khái niệm Giá trị Fo-value tF 10 (T – 121,1) z t = Thời gian gia nhiệt, giây T = Nhiệt độ gia nhiệt, °C z = Sự tăng nhiệt độ cần thiết để có hiệu quả . o = 60 17 tương tự trong 1/10 thời gian Fo = 1 khi gia nhiệt một phút ở 121,1°C TP70:05,1004BM Khái niệm Giá trị z-value z-value [°C] B. stearothermophilus 10,5 Thời gian, tt [s] Thay đổi màu 29,0 Hao hụt vitamin B1 31,2 Hao hụt lysin 30,9 103 102 101 100 10-1 z 18 Giá trị Z là sự tăng nhiệt độ cần thiết để đạt tác dụng tiêu diệt hoặc hiệu quả tương tự trong 1/10 thời gian Nhiệt độ TP70:80,1004BM 10 Khái niệm Giá trị C-value (T –100) t = Thời gian gia nhiệt, giây T = Nhiệt độ gia nhiệt, °C .tC = 10 60 z 19 Z = Sự tăng nhiệt độ cần thiết để đạt hiệu quả tương tự trong 1/10 thời gian TP70:04,1004BM Khái niệm Giá trị z-value z-value [°C] B. stearothermophilus 10.5 Thời gian, tt [s] Thay đổi màu 29.0 Hao hụt vitamin B1 31.2 Hao hụt lysin 30.9 103 102 101 100 10-1 z 20 Giá trị Z là sự tăng nhiệt độ cần thiết để đạt tác dụng tiêu diệt hoặc hiệu quả tương tự trong 1/10 thời gian Nhiệt độ TP70:80,1004BM 11 Nhiệt độ Fo Thời gian C °C phút tối thiểu giây (z = 10°C) phút tối thiểu (z = 30°C) Hiệu quả gia nhiệt 121 6,0 360 30,0 130 6,0 45 7,5 135 6,0 14 3,5 21 140 6,0 5 1,7 141 8,3 5 1,9 TP70:01,1004BM Khái niệm giá trị B*-value (T –135) Giả thiết: Độ tiệt t ù th i đ t đ t i B* 1 .tB* = 10 10,1 10,5 22 r ng ương mạ ạ ược ạ = (xử lý nhiệt ở 135 °C trong 10,1 giây., z = 10,5) = giảm lượng bào tử chịu nhiệt = 109 TP70:79,1004BM 12 Khái niệm giá trị C* - value (T –135) C* = 1 – xử lý nhiệt đến 135 °C trong 30 5 giây z = 31 4°C .tC* = 10 30.5 31.4 23 , , , = phá hủy 3 % thiamin TP70:78,1004BM Chế biến tiệt trùng UHT Thời gian gia nhiệt [s] Vùng tiệt trùng trong bao bì 2000 1000 200 100 40 20 A Bào tử ưa ấm 30oC 24 Nhiệt độ [°C] 1 4 2 110 120 130 140 150 10 BThermophilic spores 55 CBào tử chịu nhiệt 55 oC Vùng tiệt trùng UHT - TP70:94,1004BM 13 Ảnh hưởng của gia nhiệt 25 1004BM Lactulose – chỉ số gia nhiệt 26 Lactoza Lactuloza 14 Các phương pháp tiệt trùng UHT trên thị t ờ thế iới rư ng g Hệ thống gián tiếp Các hệ thống tiệt trùng UHT trên thị trường ►Trao đổi nhiệt dạng ống ►Trao đổi nhiệt dạng bề mặt (Scraped- surface heat exchangers) ►Trao đổi nhiệt dạng tấm bản (vỉ) Hệ thống trực tiếp 28 ►Phun hơi và làm lạnh nhanh ►Hòa hơi và làm lạnh nhanh PSD.TPD&B.BP.2.15,1004BM 15 Hệ thống tiệt trùng UHT iá tiếg n p Tetra Therm A ti Flsep c ex Sản phẩm UHT cho thế kỷ 21 16 Công nghệ mang lại hiệu quả tối đa Tetra Therm Aseptic Flex 31 Click for VR model ►Tetra Therm® Aseptic Flex 1 ►Tetra Therm® Aseptic Flex 10 and 100 Tetra Therm® Aseptic Flex Nhóm máy chế biến tiệt trùng UHT 32 1004BM 17 TA Flex CM – Máy đồng hoá trước tiệt trùng Nước lạnh Quay lại thùng chứa Quay lại từ máy rótl Nước lạnhỐng giữ ổn định nhiệt Ống lưu nhiệt NaOH HNO3 33 Security level NN/MMYY Sản phẩm Sản phẩm đưa đi đóng gói SHơi Tetra Plex C 34 1004BM 18 Hệ thống thanh trùng - PHE Sơ đồ nguyên tắc trao đổi nhiệt 35 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống Tetra Spiraflo 36 1004BM 19 TA Flex CM – Máy đồng hoá trước tiệt trùng Nước lạnh Quay lại thùng chứa Quay lại từ máy rótl Nước lạnh Ống giữ ổn định nhiệt Ống lưu nhiệt NaOH HNO3 37 Security level NN/MMYY Sản phẩm Sản phẩm đưa đi đóng gói SHơi Vận tốc nổi các hạt béo được xác định: Ngăn chặn việc đóng kem trên bề mặt ► Định luật Stoke g x Kích thước hạt béo 2 x (Tỷ trọng sữa gày- tỷ trọng chất béo) 18 x độ nhớt của sữa ► 3 2 micron 38 Weeks . ► 0.8 micron ► 0.2 micron 20 Thiết bị đồng hóa Tetra Alex 39 Đồng hóa sữa Bộ phận tạo khe hẹp Bộ phận nén Sữa đã qua đồng hóa Sữa chưa đồng hóa 40 Khe ≈ 0.1 mm Sữa đã qua đồng hóa 21 Đồng hóa Đồng hóa Đạm Whey 41 Source: Geyer (1987) TP70:139, BM/0108 Đạm Casein TA Flex CM – Máy đồng hóa trước tiệt trùng Q l i từ á ótl Nước lạnh Quay lại thùng chứa uay ạ m y r Nước lạnh Ống giữ ổn định nhiệt Ống lưu nhiệt NaOH HNO3 42 Security level NN/MMYY Sản phẩm Sản phẩm đưa đi đóng gói SHơi 22 Các hệ thống tiệt trùng UHT t tiế rực p Tetra Therm A ti VTISsep c Chất lượng tối ưu công nghệ UHT trực tiếp 23 VTIS CM – THE Quay lại bồn Hơi NaOH HNO3 Nước lạnh Không khí và nước ngưng Ống lưu nhiệt 45 Security level NN/MMYY Sản phẩm Product to filling Quay lại từ máy rót Hơi Nước lạnh Sản phẩm điưa đi đóng gói Phun hơi trực tiếp ►Gia nhiệt nhanh, cân bằng nhiệt độ và ngưng tụ Tetra Therm Aseptic VTIS Click for next slide ► Rất ít sản phẩm sữa bám trong thiết bịÆ có thể làm sạch hoàn toàn ► Các tính năng đặc biệt đã được khẳng định 46 24 VTIS CM – THE Infusion Quay lại về thùng chứa Hơi NaOH HNO3 Mô đun hòa hơi Không khí và nước ngưng Nước lạnh 47 Sản phẩm Hơi Nước lạnh Security level NN/MMYY Sản phẩm đưa đi đóng gói Quay lại từ máy rótl Hòa hơi ► Thiết kế ống côn cho phép giữ được dung Tetra Therm Aseptic VTIS Click for next slide lượng khác nhau ► Thiết kế ngăn khí làm giảm bám sản phẩm trong thiết bị ► Thiết kế giúp phân phối hơi đồng đều 48 25 Hòa hơi ► Thiết kế ngăn khí làm giảm Tetra Therm Aseptic VTIS Click for next slide 3A-approved design sự đóng cặn ► Thiết kế giúp phân phối hơi đồng đều 49 Click for VR model VTIS CM – THE Infusion Quay lại bồn Hơi NaOH HNO3 Mô đun hòa hơi Không khí và nước ngưng Nước lạnh 50 Sản phẩm Hơi Nước lạnh Security level NN/MMYY Sản phẩm đưa đi đóng gói Quay lại từ máy rót 26 Chế biến tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature ) Nhiệt độ °C Nhiệt độ °F 150 300 Di t 100 50 200 rec UHT Indirect UHT 51 Thời gian Giây20 40 60 80 100 120 100 PSD.TPDYS.BS.Aseptic processing.04,1004BM TA VTIS PLUS – PLUS mode Hồi lưu về bồn Sản phẩm Hơi NaOH HNO 3 Nước lạnh Ống lưu nhiệt Không khí và nước ngưng Hơi 52 Tới máy rót Hồi lưu từ máy rót Nước làm lạnh Security level NN/MMYY 27 TA VTIS PLUS – FLEX mode Hồi lưu về thù hứ Sản phẩm ng c a NaOH HNO 3 Nước làm lạnh Nước làm lạnh Nước làm lạnh Không khí và nước ngưng 53 Security level NN/MMYY Sản phẩm tới máy rót Hồi lưu từ máy rót Hơi TA VTIS PLUS – VTIS mode Hồi lưu về thùng chứa Sản phẩm Hơi NaOH HNO 3 Nước làm lạnh Ống giữ nhiệt Không khí và nước ngưng Hơi 54 Sản phẩm tới máy rót Hồi lưu từ máy rót Nước làm lạnh Security level NN/MMYY 28 Chất lượng và An toàn thực phẩm ► Luôn luôn được thiết kế áp suất d ở hí tiệt t ù Tetra Therm Aseptic ương p a r ng ► Có thể kiểm soát các áp suất ► Kiểm soát và xác định giá trị FO 55 Lợi ích vận hành ► Chất lượng sản phẩm Tetra Lactenso Aseptic ► Hiệu quả ► Tốt cho môi trường 56 29 Ít tác động tới môi trường ►Giảm thất thoát sản phẩm Tetra Therm Aseptic Flex ►Giảm mức tiêu thụ nước ►Giảm mức tiêu thụ chất tẩy rửa ►Giảm chất thải 57 Thân thiện với môi trường 58 30 Quá trình chế biến và bảo quản sữa tiệt trùng UHT có thay đổi gì đến chất lượng sữa? Sữa tiệt trùng UHT– Giá trị dinh dưỡng cao 60 1004BM 31 Thành phần của sữa bò Nước 87% Muối 0.7% Lactoza 4.8% Đạm 3.4% Chất béo 4.1% Chất khô không mỡ Tổng chất khô 61 TP70:50,1004BM Sữa- Hàm lượng chất béo 62 32 Sự kết tụ Đạm Whey Đạm Casein Đồng hóa Gia nhiệt Bảo quản 63 TP70:139,1004BM Thành phần của sữa bò Nước 87% Muối 0.7% Lactoza 4.8% Đạm 3.4% Chất béo 4.1% Chất khô không mỡ Tổng chất khô 64 TP70:50,1004BM 33 Đạm trong sữa bò Đạm Casein 40% 28% 2% 10% 80% Đạm Whey Ca2+ Ca2+ Ca2+ 65 TP70:45,1004BM Lactoglobulin Lactalbumin Các loại khác 10% 4% 6% 20% -SH -SH Sữa– nguồn cung cấp đạm tối ưu Đạm Giá trị sinh học Trứng gà 100 Sữa bò 92 Casein 73 Lactoalbumin 104 Thịt bò 78 66 Khoai tây 69 Lạc 60 Bột mỳ 45 34 Sữa– nguồn đạm có giá trị Đạm Giá trị sinh học Trứng gà 100 Sữa bò 92 Casein 73 Lactoalbumin 104 Thịt bò 78 67 Khoai tây 69 Lạc 60 Bột mỳ 45 Đạm sữa bò – nguồn cung cấp tuyệt vời các axit amin thiết yếu Axit amin Nhu cầu tối thiểu Hàm lượng trong Lượng sữa cần thiết thiết yếu hàng ngày (mg) 1 lít sữa (in mg) với người trưởng thành (lít) Tryptophan 0 25 0 5 0 5. . . Phenylalanin 1.1 1.8 0.6 Leucin 1.1 3.6 0.3 Isoleucin 0.7 2.2 0.3 Threonin 0.5 1.7 0.3 68 Methionin 1.1 0.9 1.2 Lysine 0.8 2.7 0.3 Valin 0.8 2.3 0.4 35 Ảnh hưởng của gia nhiệt Làm nguội Gia nhiệt 69 1004BM Biến tính của β-lactoglobulin Trạng thái tự nhiên Trạng thái biến tính Gia nhiệt SH SH SHSH 70 TP70:47,1004BM 36 Ảnh hưởng của gia nhiệt Làm nguội Gia nhiệt 71 1004BM Axit amin Nhu cầu tối thiểu Hàm lượng trong Lượng sữa cần thiết thiết yếu hàng ngày (mg) 1 lít sữa (in mg) với người trưởng thành (lít) Tryptophan 0.25 0.5 0.5 Protein sữa– nguồn cung cấp tuyệt với các axit amin thiết yếu Phenylalanin 1.1 1.8 0.6 Leucin 1.1 3.6 0.3 Isoleucin 0.7 2.2 0.3 Threonin 0.5 1.7 0.3 Methionin 1.1 0.9 1.2 Security level Tổn thất tới 5% Ảnh hưởng không đáng kể Lysine 0.8 2.7 0.3 Valin 0.8 2.3 0.4 37 Đạm sữa bò - Giá trị dinh dưỡng = 73 Thành phần của sữa bò Nước 87% Muối 0.7% Lactoza 4.8% Đạm 3.4% Chất béo 4.1% Chất khô không mỡ Tổng Chất khô 74 TP70:50,1004BM 38 Lactuloza Acetaldehyde Lactoza Formaldehyde Formic acid Acetic acid Lactic acid Tartaric acid pH drop 75 Phản ứng Maillard sinh ra: - màu nâu - các chất chống oxy hóa TP70:49,1004BM Các vitamin B ACác vitamins2 DB12Axit folic 76 B1B6 E 39 Hao hụt vitamin trong sữa tiệt trùng UHT Vitamin A it A bi Hao hụt (%) do tiệt trùng UHT 0 80 Ánh sáng Oxy Nhạy cảm với x scor c (Vit C) Axit Folic B12 B6 B2 (riboflavine) Thiamin – 10–20 0–30 0–20 <10 <10 Hầu như không – – – – +++ + +++ ++ – – – 77 A D E hao hụt Hầu như không hao hụt Hầu như không hao hụt Hao hụt các vitamin trong các hình thức gia nhiệt khác Vitamin Thanh trùng Đun sôi trong Tiệt trùng thời gian ngắn UHT Hấp tiệt trùng B1 [%] 10 10 – 20 5 - 15 30 - 40 B2 [%] 0 3 6 B6 [%] 0 – 5 5 – 8 10 25 B12 [%] 10 20 0 – 30 80 -100 78 C [%] 5 – 20 15 – 20 10 – 20 30 - 50 Folic acid [%] 3 – 5 15 10 – 20 40 - 50 40 Bao bì giấy tiệt trùng 1 Lớp PE trong cùng 2 Lớp kết dính 3 Màng nhôm 4 Lớp kết dính 5 Lớp giấy 1 2 3 4 5 6 79 6 Lớp PE ngoài cùng Thành phần dinh dưỡng trong 1 kg sữa bò Lactose 46 g Đạm 33 g Casein 26 g Whey 7 g Chất béo 39g Khoáng chất 80 Ca 1300 mg P 900 mg Na 400 mg K 1500 mg Cl 1100 mg TP70:126,1004BM 41 Milk Khoáng chất Sữ CreamCa a 81 TP70:175,1004BM Ảnh hưởng của gia nhiệt Làm nguội Gia nhiệt 82 1004BM 42 Tiệt trùng UHT An toàn & Giá trị dinh dưỡng cao 83