Sữa được biết đến như là thực phẩm gần nhất với sự hoàn hảo, được gọi là "máu trắng" và là một chất dinh dưỡng quan trọng vốn có của bất kỳ động vật có vú, bao gồm cả con người.với sự cải thiện liên tục của cấu hình chuỗi lạnh và nhận thức ngày càng tăng về sức khỏe và dinh dưỡng của người tiêu dùng, sữa thụ tinh đã trở thành một chủ đề tiêu thụ nóng. Quá trình sữa thụ tinh bao gồm ly tâm, tiêu chuẩn hóa, đồng hóa, khử trùng, làm mát và lấp đầy,và là sữa thương mại được cung cấp trực tiếp cho người tiêu dùng để tiêu thụSo với sữa ở nhiệt độ phòng, sữa thụ tinh thường sử dụng khử trùng ngắn hạn ở nhiệt độ ổn định 72 ~ 85 ° C trong 15 giây,có thể tiêu diệt hầu hết các vi khuẩn có hại trong sữa, trong khi tối đa hóa việc bảo quản các thành phần hoạt chất nhạy cảm với nhiệt và hương vị tinh khiết trong sữa thô.và môi trường có tác động đáng kể đến các chỉ số vật lý và hóa học của sữa thôĐể có được các sản phẩm có chất lượng ổn định và nhất quán,thường cần phải điều chỉnh các chỉ số vật lý và hóa học của sữa thô thông qua một số quy trình công nghệ trong chế biến sữa, nghĩa là tiêu chuẩn hóa sữa.
Công nghệ màng có đặc điểm tách chọn lọc, có thể điều chỉnh tỷ lệ khối lượng của mỗi thành phần trong sữa bằng cách điều khiển tỷ lệ nồng độ thích hợp,do đó đạt được mục tiêu tiêu chuẩn hóa sữaTrong những năm gần đây, công nghệ màng đảo chiều (RO) đã được giới thiệu trong chế biến sữa.Do đặc điểm của màng RO giữ lại dung dịch trong sữa và chỉ cho phép nước đi qua màng, nồng độ màng RO ở nhiệt độ thấp có thể tối đa hóa hàm lượng chất hoạt chất dinh dưỡng và nhạy cảm với nhiệt của sữa.sản xuất sữa đệm đậm bằng công nghệ nồng độ màng RO đã trở thành một công nghệ sản xuất mới nổi cho các doanh nghiệp sản xuất sữa để cải thiện chất lượng sản phẩm.
Theo GB 19645-2010, độ axit của sữa thụ tinh nên phù hợp với 12-18 T. Do đó, độ axit là một chỉ số cần thiết cho các nhà máy chế biến sữa để kiểm tra xem sữa có đủ điều kiện hay không.Tổng axit sữa bao gồm axit nội tại và axit lên menChất axit nội tại đề cập đến độ axit của sữa tươi mới, chủ yếu có nguồn gốc từ các chất axit như casein, albumin, phosphate, citrate và carbon dioxide trong sữa.Khi sử dụng nồng độ màng RO để sản xuất sữa thụ tinh tập trung, do hàm lượng các thành phần khác nhau trong sữa tăng lên trong quá trình chế biến, nó có thể gây ra những thay đổi về độ axit.Độ axit lên men đề cập đến sự thay đổi độ axit sữa do sản xuất axit lactic trong quá trình lưu trữ và chế biến sữa do sự phát triển của vi khuẩn3-4 T tổng axit đến từ protein (chủ yếu là casein và albumin), trong khi 2 T đến từ CO2.Phosphat và citrate cung cấp tỷ lệ axit cao nhất (10-12 T)Nếu được thể hiện bằng axit lactic, CO2 trong sữa chiếm 0,01-0,02%, casein chiếm 0,05-0,08%, citrate chiếm 0,01%, albumin chiếm 0,01%, và phốtfat chiếm phần còn lại.
Trong những năm gần đây, một phương pháp cho ăn quy mô lớn, hợp lý và khoa học đã được hình thành trong sản xuất bò sữa.chế biến chế độ ăn uống, và quản lý thức ăn trong các khía cạnh khác nhau, duy trì sự ổn định của axit sữa thô.Bài viết này chủ yếu tập trung vào việc so sánh các phương pháp phát hiện axit và phân tích các thay đổi axit trong quá trình sản xuất và lưu trữ sữa thụ tinh đặc RO màng, để đề xuất các biện pháp kiểm soát axit cho mỗi liên kết quản lý sản xuất sữa đậm đặc hóa qua màng RO, cung cấp tham khảo kỹ thuật cho các doanh nghiệp sản xuất sữa.
1 Vật liệu và phương pháp
1.1 Vật liệu thô và thiết bị
1.1.1 Vật liệu thô
Sữa thô.
1.1.2 Thiết bị
Đường dây sản xuất sữa thụ tinh, bao gồm thiết bị sản xuất như hệ thống làm mát thu thập sữa, bể lưu trữ sữa thô, máy tách sữa ròng, hệ thống nồng độ màng RO,bể chứa sữa nồng độ, hệ thống số lượng sữa, bể số lượng, hệ thống pasteurization, bể khử khí, homogenizer, bể chờ, máy đổ, vv
1.2 Phương pháp
1.2.1 RO quá trình sản xuất sữa thụ tinh đặc màng
Sữa thô → làm mát → sữa ròng → lưu trữ (2-6 °C) → nồng độ RO → định lượng → sưởi ấm (65-70 °C) → khử khí (-0.7-0.8bar) → đồng hóa (200bar) → khử trùng (75 °C,15s) → làm mát (2-6 °C) → chờ để điền → điền → làm lạnh (2-6 °C) → vận chuyển đến nhà máy (2-6 °C).
1.2.2 Phát hiện axit
Để kiểm tra tác động của các phương pháp phát hiện khác nhau đối với kết quả axit, các phương pháp đầu tiên và thứ ba trong "Quyết định axit thực phẩm" (GB 5009.239-2016) đã được sử dụng để thử nghiệm so sánh.
1.2.3 Phát hiện hàm lượng protein
Sử dụng phương pháp Kjeldahl trong "Quyết định protein trong thực phẩm" (GB 5009.5-2016) để phát hiện protein.
1.2.4 Khám phá tổng số vi khuẩn
Phương pháp "Kiểm tra vi sinh vật thực phẩm - Xác định tổng số lượng thuộc địa" (GB4789.2-2016) được sử dụng để phát hiện số lượng thuộc địa.
1.2.5 Tác động của thời gian lưu trữ đối với độ axit của sữa thô
Bằng cách tiến hành kiểm tra độ axit trên 10 lô sữa thô được lưu trữ trong 0, 2, 4, 6 và 8 giờ và kết hợp tổng số lượng vi khuẩn của sữa thô khi đến nhà máy,xu hướng thay đổi axit và mối quan hệ giữa thay đổi axit và tổng số vi khuẩn đã được phân tích.
1.2.6 Hiệu ứng của quá trình nồng độ màng RO đối với độ axit
Bằng cách phát hiện hàm lượng protein và axit của 10 lô sữa trước và sau khi tập trung, so sánh tỷ lệ axit và tỷ lệ hàm lượng protein trước và sau khi tập trung,và phân tích tác động của quá trình nồng độ đối với độ axit.
1.2.7 Tác động của quá trình khử khí lên độ axit
Việc khử khí được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ từ 65 đến 70 °C và áp suất từ -0,7 đến -0,8 bar.và tác động của quá trình khử khí đối với độ axit đã được phân tích.
1.2.8 Tác động của các điều kiện lưu trữ khác nhau đối với độ axit của sữa đệm
Hiệu ứng của điều kiện làm lạnh đối với độ axit: 10 lô mẫu thụ tinh tập trung được lưu trữ trong 0 ngày, 8 ngày, 10 ngày và 14 ngày đã được làm lạnh ở nhiệt độ 2 ~ 6 °C để kiểm tra độ axit,và các thay đổi về axit trong quá trình lưu trữ được so sánh.
Mô phỏng tác động của sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lưu thông lên độ axit: Bằng cách mô phỏng sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lưu thông,10 lô mẫu thụ tinh tập trung được lưu trữ trong tủ lạnh 2-6 °CTrong ngày đầu tiên đến ngày thứ năm lưu trữ, các mẫu được lấy ra mỗi ngày và đặt ở nhiệt độ phòng khoảng 25 °C trong 2 giờ trước khi được đưa trở lại tủ lạnh.Cùng một lô các mẫu đã được kiểm tra tính axit vào ngày 0, 8, 10 và 14 ngày lưu trữ và thay đổi axit trong thời gian lưu trữ được so sánh.
Mô phỏng tác động của điều kiện lưu trữ đối với độ axit: Bằng cách mô phỏng điều kiện lưu trữ của nhà kho, 10 lô mẫu sữa đệm tập trung đã được lưu trữ ở nhiệt độ 10-14 °C.Độ axit của cùng một lô mẫu đã được kiểm tra vào ngày 0, 8, 10 và 14 ngày lưu trữ, và những thay đổi về axit trong thời gian lưu trữ đã được so sánh.
1.2.9 Phân tích dữ liệu
Sử dụng trang tính Microsoft Excel cho thống kê dữ liệu và SPSS 26.0 để phân tích dữ liệu.
2 Kết quả và thảo luận
2.1 Tác động của các phương pháp phát hiện khác nhau đối với kết quả axit
Độ axit của cùng một mẫu thanh trùng tập trung đã được kiểm tra bằng cách sử dụng phương pháp thứ nhất và thứ ba trong GB 5009.239-2016, và tổng cộng 10 lô đã được kiểm tra.
Khi sử dụng phương pháp thứ nhất và thứ ba trong GB5009.239-2016 để phát hiện axit của cùng một mẫu, giá trị phát hiện của phương pháp thứ ba thấp hơn khoảng 1 T so với phương pháp đầu tiên,và độ lệch chuẩn của phương pháp thứ ba nhỏ hơn phương pháp đầu tiên.
Phương pháp đầu tiên sử dụng phenolphthalein như một chỉ số cho phân tích titration của tổng axit, cần phải được xác định bằng cách so sánh màu sau khi titration với dung dịch tham chiếu,dễ bị lỗi của con người và do đó có độ lệch chuẩn cao hơn một chútTrong quá trình thử nghiệm, nó được tìm thấy rằng dung dịch tham khảo có màu tối hơn, ảnh hưởng đến việc xác định điểm cuối titration dựa trên những thay đổi màu sắc.,giá trị pH lớn hơn 8.30Phương pháp thứ ba là phương pháp titrator tiềm năng, với độ pH 8,30 là điểm cuối.Kết quả ổn định khi thử lặp lạiXem xét độ chính xác và dễ vận hành, phương pháp thứ ba được sử dụng cho kiểm tra axit sau đó.
2.2 Tác động của thời gian lưu trữ đối với độ axit của sữa thô
Các chỉ số vi khuẩn của sữa thô có thể có tác động đáng kể đến những thay đổi về độ axit trong quá trình lưu trữ.tốc độ sinh sản của vi sinh vật càng nhanh trong quá trình lưu trữNghiên cứu này đo tổng số vi khuẩn của sữa thô khi nó đi vào bể trong 0 giờ,và phát hiện ra giá trị axit của sữa thô được lưu trữ trong bể trong thời gian khác nhau.
Sự tương quan giữa tổng số quần thể vi khuẩn được lưu trữ trong 0 giờ và giá trị tăng acidity được lưu trữ trong 8 giờ
Do thành phần vi khuẩn khác nhau của mỗi lô sữa thô, mối tương quan của nó với giá trị tăng acidity bị ảnh hưởng, nhưng nói chung,tổng số quần thể là tỷ lệ trực tiếp với sự thay đổi về axitKhi thời gian lưu trữ sữa thô kéo dài, độ axit của sữa thay đổi.và 8 giờ lưu trữ tương quan đáng kể với tổng số lượng vi khuẩn của sữa thô được lưu trữ trong 0 giờ (tỷ lệ tương quan Pearson là 0Điều này chỉ ra rằng vi sinh vật sinh sản hoặc lên men trong sữa, phá vỡ lactose để tạo ra axit lactic, do đó gây ra sự gia tăng axit.Sữa thô với các chỉ số vi khuẩn cao cũng có hoạt động lipase cao hơnChất béo sữa trong sữa thô với hoạt động lipase cao hơn sẽ tiếp tục phân hủy, tạo ra một lượng lớn axit béo tự do, dẫn đến tăng axit và mùi bất thường.Do thời gian phát hiện vi sinh vật dài, không thể dự đoán mức độ thiệt hại cho chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu trữ sữa thô.thời gian lưu trữ sữa thô nên được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sản xuấtCác "Định số kỹ thuật cho công nghệ chế biến sữa thụ tinh chất lượng cao" yêu cầu rằng nhiệt độ lưu trữ tạm thời của kho sữa nên được kiểm soát dưới 6 °C,và thời gian lưu trữ tạm thời nên được kiểm soát trong vòng 8 giờ.
2.3 Hiệu ứng của quá trình nồng độ màng RO đối với độ axit
Công nghệ màng RO có thể đạt được nồng độ sữa với điều kiện tối đa hóa sự giữ lại các chất hoạt chất.có thể dẫn đến tăng axitNghiên cứu này đã phân tích những thay đổi về hàm lượng protein và độ axit trong quá trình nồng độ màng RO sữa.
Thay đổi tỷ lệ nồng độ protein và tỷ lệ nồng độ axit trong quá trình nồng độ màng sữa RO
Trong quá trình nồng độ màng RO của sữa, khi hàm lượng protein tăng, độ axit cũng tăng tương ứng.Tỷ lệ nồng độ axit tương tự như tỷ lệ nồng độ protein, với tỷ lệ nồng độ protein là 1,17 ± 0,02 và tỷ lệ nồng độ axit là 1,16 ± 0.02Quá trình nồng độ màng RO tự nó là một sự thay đổi vật lý và không gây ra sự gia tăng độ axit.tỷ lệ các chất axit trong sữa tăng lên, dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ axit trong quá trình nồng độ màng RO. Do yêu cầu trong GB19645-2010 rằng axit của sữa thụ tinh phải đạt 12-18 T,tỷ lệ nồng độ nên được kiểm soát chặt chẽ khi sản xuất sữa thụ tinh dày đặc màng RO.
2.4 Hiệu ứng của việc khử khí trên độ axit
CO2 là một trong những yếu tố góp phần vào tính axit của sữa, và quá trình khử khí sau khi xử lý chân không có thể gây ra một số CO2 trong sữa bị mất, dẫn đến giảm tính axit.Nghiên cứu này đã phân tích sự thay đổi axit của sữa trước và sau khi khử khíHàm lượng CO2 trong sữa mới ép là khoảng 200mg/L. Sau khi lưu trữ, sưởi ấm, khuấy và xử lý chân không, một số CO2 bị mất, dẫn đến giảm khoảng 0.02% trong axit titrationSữa trải qua quá trình khử khí ở 65-70 °C và -0,7-0,8bar, dẫn đến giảm axit 0,4 ± 0,11 T. Do đó, để kiểm soát axit của sản phẩm tập trung,thêm công nghệ khử khí vào quá trình sản xuất sữa đệm đệm là một phương pháp xử lý tốt hơn.
2.5 Tác động của các điều kiện lưu trữ khác nhau đối với độ axit của sữa Pasteur tập trung
75 °C và 15 giây không thể tiêu diệt tất cả vi sinh vật trong sữa. Tổng số quần thể vi khuẩn trong 10 lô mẫu thử là 263 ± 55CFU/mL,do đó, cần phải lưu trữ chúng trong môi trường 2-6 °C để làm suy yếu hoàn toàn hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật và duy trì sự ổn định về axit và chất lượng mẫuTrong quá trình lưu thông thực tế, sản phẩm có thể trải qua việc làm mát trong quá trình tải trong nhà kho nhà máy, dỡ và tải trong nhà kho cấp một, dỡ và tải trong nhà kho cấp hai,Đồng thời, trong quá trình giám sát nhiệt độ của các cửa hàng đầu cuối,thấy rằng phạm vi nhiệt độ thực tế của một số thùng cuối trong một số cửa hàng là từ 10 đến 14 °C.
Các mẫu sữa thụ tinh đặc RO màng có thể biểu hiện sự thay đổi axit khác nhau trong các điều kiện lưu trữ khác nhau do đặc điểm làm giàu chất dinh dưỡng của chúng.Nghiên cứu này đã thử nghiệm và phân tích sự thay đổi axit của 10 lô mẫu sữa đậm đặc được tiệt trùng dưới ba điều kiện lưu trữ khác nhau trong 14 ngày.
Trong môi trường lưu trữ lạnh 2-6 °C, hoạt động tăng trưởng vi khuẩn suy yếu đáng kể và độ axit của mẫu không tăng đáng kể trong vòng 14 ngày.Điều này cho thấy rằng duy trì các điều kiện lưu trữ nhiệt độ thấp của mẫu ở 2-6 °C có thể kiểm soát sự ổn định của axit.
Mô phỏng sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình lưu thông,mẫu đã được chịu tổng cộng 10 giờ sốc lạnh và nóng trong 5 ngày trong điều kiện làm lạnh 2-6 °C để mô phỏng 5 giai đoạn làm mát trong quá trình lưu thông sản phẩmNó được tìm thấy rằng có một sự gia tăng nhẹ trong độ axit của mẫu trong vòng 14 ngày, với một giá trị tăng 0,26 ± 0,05 T,cao hơn đáng kể so với sự thay đổi axit trong điều kiện làm lạnhĐiều này cho thấy rằng thay đổi nhiệt độ có thể tăng cường hoạt động sinh sản và trao đổi chất của vi sinh vật trong sữa.độ axit của sữa thụ tinh tập trung RO tăng 0.12 ± 0,09 T trong 8 ngày đầu tiên và 0,26 ± 0,05 T trong ngày thứ 14, cho thấy độ axit tiếp tục tăng sau khi ngừng sốc lạnh và nóng.
Khi mô phỏng các điều kiện lưu trữ một phần và lưu trữ các mẫu sữa thụ tinh tập trung RO ở nhiệt độ 10-14 °C, độ axit của 10 lô sản phẩm tăng 0,27 ± 0,05 T sau 8 ngày, 0,37 ± 0.07 T sau 10 ngày, và 0,63 ± 0,12 T sau 14 ngày. Sự gia tăng cao hơn so với các sản phẩm với 5 ngày sốc lạnh và nóng trong điều kiện làm lạnh 2-6 ° C.Người ta suy đoán rằng vi sinh vật trong sữa tiếp tục chuyển hóa chậm để tạo ra axit dưới nhiệt độ cao.
Dựa trên các kết quả nghiên cứu trên, để đảm bảo rằng độ axit của các mẫu sữa đậm đặc được tiệt trùng đáp ứng các yêu cầu của GB19645-2010 trong suốt thời gian sử dụng,và đảm bảo chất lượng sản phẩm, các công ty sữa phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn hoạt động trong quá trình chế biến.Độ axit và hàm lượng vi khuẩn của sản phẩm tại thời điểm giao hàng được kiểm soát, và thời gian tải và thả sản phẩm tại thời điểm giao hàng và sau khi giao hàng được kiểm soát chặt chẽ, Kiểm soát sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian.
Shanghai Beyond Machinery Co., Ltd. là một doanh nghiệp chuyên nghiệp thiết kế và sản xuất các dòng chế biến sữa thụ tinh.Chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất các dự án hoàn chỉnh cho các dòng chế biến sữaKhách hàng của chúng tôi nằm trên khắp thế giới và đã đạt được thành công đáng kể trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chúng tôi chia sẻ công nghệ tiên tiến và kinh nghiệm phong phú với khách hàng,và thiết lập mối quan hệ hợp tác lâu dài với họ. Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để có được các giải pháp thiết kế mới nhất và báo giá cho dòng chế biến sữa thụ tinh.