Đề tài Phân tích haccp của quy trình sản xuất sữa chua

Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách khoa Khoa Công nghệ Hóa học BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÂN TÍCH HACCP CỦA QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA GVHD: Cô ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO SVTH : HC07TP Tháng 5 năm 2011 PHẦN 1: Mô tả sản phẩm Thành phần, cấu trúc: Nguyên liệu: Sữa nguyên liệu: có thể là sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc… Chất tạo ngọt: Glucid, sweetener Chất ổn định: Gelatin, pectin, Agar-agar Vi khuẩn lên men lactic: Streptococus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus Thành phần Thành phần Nồng độ Đơn vị Nước 87,8 g/100g yoghurt Protein 4,7 g/100g yoghurt Carbonhydrat 4,3 g/100g yoghurt Khoáng chất Sodium 56 mg/100g yoghurt Potassium 196,8 mg/100g yoghurt Magnesium 13,6 mg/100g yoghurt Calcium 133,6 mg/100g yoghurt Vitamin và cholesterol Alpha – tocopherol 76,7 g/100g yoghurt 13 – cis - retin cól 3,1 g/100g yoghurt Trans – retinol 3,3 g/100g yoghurt Carotene 11,1 g/100g yoghurt cholesterol 10,3 g/100g yoghurt Cấu trúc: dạng paste được phối trộn giữa sữa û, cấu trúc đồng nhất, không bị tách pha, màu sắc tươi sáng, mùi vị đặc trưng của sản phẩm Đặc điểm hoá lý, vi sinh: Hoá lý: tổng hàm lượng chất khô: 14 – 16%, hàm lượng chất béo: 0,5 – 3,5%, pH = 4,6 Chỉ tiêu vi sinh: không có vi sinh vật gây bệnh, không chứa quá nhiều tế bào vi khuẩn lactic 0,9%. Bao bì, phương pháp đóng bao bì: Hũ nhựa polypropylene và giấy nhôm phải được tiệt trùng trước khi sử dụng Sản phẩm được rót vô trùng vào hũ Bảo quản, vận chuyển, phân phối: Được chứa trong thùng carton trong quá trình vận chuyển và luôn được bảo quản lạnh Bảo quản ở nhiệt độ 2 – 4oC, trong vòng 5 tuần PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA Sữa nguyên liệu Sữa gầy, cream Chuẩn hoá Hiệu chỉnh SNF Đường, sữa cô đặc Bài khí Đồng hoá Thanh trùng Giống VSV Lên men Hộp nhựa, nắp nhôm Rót vô trùng & hàn kín Bảo quản lạnh Sản phẩm QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA CÓ XÁC ĐỊNH CÁC CCP CCP1 Sữa nguyên liệu Sữa gầy, cream Chuẩn hoá Đường, sữa cô đặc SSOP SSOP CCP3 CCP2 Hộp nhựa, nắp nhôm Giống VSV Hiệu chỉnh SNF Đồng hoá Thanh trùng Lên men Rót vô trùng & hàn kín Bảo quản lạnh Sản phẩm SSOPSSOP Bài khí Chuẩn hoá: + Mục đích:điều chỉnh hàm lượng chất béo Hàm lượng béo cao rất dễ gây ra hiện tượng tách pha ở sản phẩm sữa chua. + Thông số: Hàm lượng chất béo trong yaourt thành phẩm thường dao động trong khoảng 0,5 – 3,5%. + Ngyên tắc thực hiện: Nếu hàm lượng béo thấp ta tiến hành tính toán và bổ sung thêm cream. Nếu hàm lượng béo cao ta tiến hành tính toán và tách bớt cream ra. Hiệu chỉnh SNF: + Mục đích :xác định hàm lượng chất khô có trong sữa. Thông thường sưã tươi có hàm lượng chất khô khoảng 11,5 – 12,7%. Yếu tố này rất quan trọng. Nó quyết định đến độ cứng của sản phẩm sữa chua tạo thành. Theo Bourgeois và Larpent (1989), tổng hàm lượng chất khô tôí ưu cho quá trình lên me trong sản xuất yaourt là từ 14 – 16%. Thực tế, mỗi nhà sản xuất sẽ chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình Nếu hàm lượng chất khô quá thấp thì khả năng đông tụ của sản phẩm sữa chua sẽ rất thấp. Nếu hàm lượng chất khô quá cao thì sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứng cao. + Giải pháp kỷ thuật: - Cô đặc chân không: để làm bay hơi đi một lượng nhất định Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài khí, kết hợp cô đặc sưã trong điều kiện chân không hoặc thiết bị cô đặc sưã dạng màng rơi. Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10 – 20%. Khi đó, tổng hàm lượng chất khô trong sưã sẽ tăng từ 1,5 – 3,0%. - Bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi : hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường không cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi. - Bổ sung sữa cô đặc vào sữa tươi. - Siêu lọc Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane. Dùng sản phẩm không qua màng (retentate) thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi. Bài khí: + Mục đích: Trong sữa có nhiều khí lạ cần được loại trừ nếu không sẽ phá vỡ mùi hương đặc trưng của sữa chua. Khi trong sữa có nhiều khí nóù sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt nghĩa là làm tăng chi phí cho quá trình sản xuất như bước thanh trùng, đồng hoá,……… Trong trường hợp thanh trùng sau khi đã đóng hộp, tại nhiệt độ thanh trùng thể tích của khí sẽ tăng lên làm vỡ hộp. Nếu bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm gia tăng lượng khí hoà tan trong sữa. Khi đó, trong qui trình sản xuất bắt buộc phải có quá trình bài khí -> Hàm lượng chất khí hoà tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt + Nguyên tắc thực hiện: kết hợp giữa nhiệt độ với áp lực chân không + Thông số kỷ thuật: T=70oC, áp suất tương ứng. + Thiết bị gia nhiệt: ống lồng ống, bản mỏng tác nhân gia nhiệt là hơi nước. Đồng hoá: + Mục đích: ổn định hệ nhủ tương, hạn chế tách pha chất béo trong quá trình lên men sữa và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm + Nguyên tắc thực hiện: sử dụng áp lực cao. + Thông số kỷ thuật: T=55-70oC, P = 100-250 bar. + Phương pháp thực hiên: Đồng hoá toàn phần : 1 cấp hoặc 2 cấp Đồng hoá một phần: dòng cream ( 10% max), dòng sữa gầy. + Thiết bị: rất đơn giản chỉ cần có sự thay đổi tiết diện đột ngột tạo nên sự va đập, hiện tượng chảy rối, hiện tượng xâm thực. Thanh trùng: + Mục đích: là tiêu diệt vi si vật gây bệnh và ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật và các enzym có trong sữa. Ngoài ra, quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein sữa, đặc biệt là các whey protein. Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản yaourt. Theo Bylund Gosta (1995), đó là do b-lactoglobulin – thành phần chính trong whey protein-đã tương tác với k-casein trong cấu trúc mecille làm cải thiện cấu trúc đông của yaourt. + Phương pháp thực hiện: Chế độ xử lý là 90 – 95oC trong 3 – 5 phút. + Thiết bị thanh trùng: ống lồng ống, bản mỏng. Cấy giống: Trong sản xuất yaourt, người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng hình. Hai loài phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Trong thực tế, chúng có thể sống cộng sinh với nhau (symbiosis). Hiện nay, các nhà máy sản xuất yaourt với năng suất lớn thường mua chế phẩm vi khuẩn lactic để sử dụng. + Nguyên tắc thức hiện: Dung dịch sữa sau khi thanh trùng cần được làm nguội xuống đến khoảng 420C (nhiệt độ này sẽ không làm ảnh hưởng đến chất lượng giống ) rồi tiến hành cấy giống vào với tỉ lệ 0.5 -7 %. ... Hoạt hóa + Mục đích: để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng. + Nguyên tắc: hoạt hoá vi khuẩn giống trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy. + Thông số: Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hoá dao động từ 9 – 12%. Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cần phải được thanh trùng ở 90 – 95oC trong thời gian 30 – 45 phút. Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85 – 90oD Nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 43oC + Thiết bị: vô trùng có dạng hình trụ, đáy côn và được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ.. Sử dụng cánh khuấy trong một khoảng thời gian nhấât định để phân bố đều các tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa để quá trình lên men sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn. * Chú ý: Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống, nếu chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh, giống để hạn chế sự gia tăng độ chua của canh trường gây ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic. Trường hợp giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh trường về nhiệt độ 10 – 12oC. Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường nên được duy trì ở 5oC. Lên men: Quá trình lên men được thực hiện trong bioreactor có các bộ phận điều khiển: nhiệt độ tự động, pH môi trường tự động Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ T = 42oC, thời gian lên men t = 5 -6 h , pH = 4,5 – 4,6. Rót sản phẩm: Bao bì thường được sử dụng: nhựa ( sữa chua đặc), giấy (sữa chua uống) Yêu cầu của bao bì: + Kín + Phải vô trùng Thiết bị rót: cũng phải vô trùng. Làm lạnh : + Mục đich: làm lạnh môi trường lên men để ổn định cấu trúc gel của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn. + Nguyên tắc: Các bao bì chứa yaourt sẽ được đưa vào phòng làm lạnh để đưa yaourt về nhiệt độ 18 – 20oC trong vòng 30 – 40 phút. Bảo quản : cuối cùng, ta hạ nhiệt độ yaourt xuống 4oC và bảo quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt độ 2 – 4oC. PHẦN 3: PHÂN TÍCH HACCP CỦA QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA DẠNG KHUẤY Phân tích các mối nguy có trong quy trình sản xuất Mối nguy từ nguyên liệu Bảng 1: Các mối nguy tiềm ẩn trong nguyên liệu sản xuất yoghurt Các nguyên liệu Mối nguy tiềm ẩn Nguyên nhân Mối nguy có được hình thành? Biện pháp kiểm soát Sữa (trữ lạnh) Sinh học: vsv gây bệnh như Staphylococcus, Mycobacterium, Listeria… Vsv gây bệnh, sự sinh sôi của các mầm bệnh có trong sữa chưa chế biến Có Sữa sẽ được thanh trùng trong quá trình chế biến Hoá học: thuốc bảo vệ thực vật, thuốc kháng sinh, hoormon… Thuốc bảo vệ thực vật, kháng sinh và hoormon không theo giới hạn cho phép Có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và kết quả chứng nhân phân tích Vật lý: kim loại, thuỷ tinh, gỗ Sữa có thể chứa những mảnh kim loại, gỗ hay thuỷ tinh Có Sữa dược lọc trước khi bảo quản chế biến Sữa bột Sh: các bào tử kháng nhiệt như Bacillus cereus, Clostridium perfringen Bào tử có thể có trong không khí và trong sữa bột Không có Nhà sản xuất kiểm soát qua hồ sơ và chứng nhân phân tích Mua sữa bột từ công ty đạt HACCP Xây dựng SSOP để giảm nhiễm bẩn Hh: thuốc bảo vệ thực vật Thuốc bảo vệ thực vật không nằm trong giới hạn cho phép Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Vl: kim loại, xơ sợi, đất đá Sữa bột có thể chứa đất đá, thuỷ tinh, kim loại… Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Chất ổn định Sh: bào tử của Bacillus, Clostridium Chất ổn định có thể bị nhiễm bẩn bởi các bào tử trong không khí Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Vl: kim loại và thuỷ tinh Kim loại, thuỷ tinh và các vật lạ khác có thể xuất hiện Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Đường Vl: kim loại, xơ sợi, đất đá Đường chứa kim loại lẫn, các xơ sợi từ bao đường Có Đường sẽ được sàng qua sàng tách từ và sàng tách tạp chất trước khi sử dụng Puree Sh: Samonella, E.coli Puree có thể chứa vsv gây bệnh Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Vl: kim loại, tạp chất Puree có thể chứa tạp chất lơ lửng Không có Puree sẽ được mua từ nhà sản xuất có chứng nhân HACCP Hũ nhựa Sh: bào tử Bacillus, Clostridium và các vsv gây bệnh khác Hũ có thể nhiễm bẩn bởi bào tử và vki khuẩn có trong không khí Có Hũ nhựa sẽ được tiệt trùng bằng H2O2 và rót vô trùng Vl: mảnh nhựa Mảnh nhựa vỡ có thể xuất hiện Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Giấy nhôm Sh: bào tử Bacillus và clostridium Bề mặt có thể bị nhiễm bởi bào tử và vi khuẩn trong không khí Có Hũ nhựa sẽ được tiệt trùng bằng H2O2 và rót vô trùng Mảnh nhựa Mảnh nhựa và kim loại có thể xuất hiện Không có Nhà sản xuất kiểm soát thông qua hồ sơ và chứng nhận phân tích Môi trường nuôi cấy Sh: E. coli, Bacillus, Clostridium và các vsv gây bệnh khác Môi trường nuôi cấy có thể bị nhiễm chéo trong sản xuất Có Nước Sh: vi sinh vật trong nước Nước có thể chứa chất bẩn sinh học và hoá học như thuốc bảo vệ thực vật và các chất hoá học công nghiệp khác Không có Sử dụng nước đã xử lý. Kiểm tra vi sinh và hoá chất Hoá học: hoá chất từ môi trường Các mối nguy trong từng quá trình sản xuất Bảng 2: Các mối nguy có trong quy trình sản xuất sữa chua dạng khuấy Quá trình Các mối nguy tiềm ẩn Nguyên nhân Mối nguy cần quan tâm hay không ? Biện pháp kiểm soát Bài khí Mối nguy vật lý: vỡ hộp Thể tích khí còn lại trong bao bì tăng lên Không (SSOP) T=70oC, áp suất chân không tương ứng. Đồng hoá Mối nguy vật lý: sự nhiễm bẩn ngẫu nhiên Sữa tiếp xúc với các bộ phận của thiết bị. Không (SSOP) Vệ sinh thiết bị Thanh trùng Mối nguy sinh học: các vi khuẩn chịu nhiệt Một số vi khuẩn chịu nhiệt có thể tồn tại ở nhiệt độ cao. Nước nóng không thể đạt đến nhiệt độ mong muốn. Cặn làm ngăn cản quá trình truyền nhiệt. Có (CCP) Nhiệt độ phải đạt đến 95oC và giữ trong 5 phút. Kiểm tra nhiệt độ đầu vào và đầu ra. Lên men Mối nguy sinh học: các VSV gây bệnh. Mối nguy hoá học: còn sót lại các chất CIP. Mối nguy vật lý: các cặn lắng. Thiết bị lên men có thể có các VSV gây bệnh và các cặn lắng dính trên thành thiết bị, còn sót lại các hoá chất CIP. Không (SSOP) Thiết bị lên men phải được làm vệ sinh sạch sẽ sau mỗi mẻ lên men. Rót vô trùng Mối nguy sinh học: các VSV gây bệnh có trong không khí. Mối nguy vật lý: bụi. Tủ rót vô trùng có thể chứa không khí chưa tiệt trùng và có lẫn bụi bẩn. Không (SSOP) Duy trì điều kiện vô trùng bên trong tủ rót. Hàn kín Mối nguy sinh học: các VSV gây bệnh. Mối nguy vật lý: bụi. Mối hàn bị hỏng có thể dẫn đến việc bị nhiễm bẩn vào sản phẩm trong quá trình vận chuyển. Có (CP) Tiến hành kiểm tra các mối hàn bị hỏng bằng cách lấy các mẫu một cách ngẫu nhiên trong mỗi mẻ sản xuất. Bảo quản lạnh sản phẩm Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV gây bệnh. Các vi sinh vật ưa ấm có thể phát triển như Listeria. Có (CCP) Nhiệt độ bảo quản không được vượt quá 5oC. Thời gian sử dụng không quá 3 tuần. Vận chuyển lạnh Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV gây bệnh. Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển. Có (CP) Xe trữ đông phải có nhiệt độ thấp hơn 5oC trước khi vận chuyển. Tủ lạnh trưng bày sản phẩm Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV gây bệnh. Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển. Không Cửa hàng có trách nhiệm về tủ lạnh trưng bày sản phẩm. Bảo quản lạnh cho đến khi tới tay người tiêu dùng Mối nguy sinh học: sự phát triển của các VSV gây bệnh. Quá trình bảo quản lạnh không đúng qui định có thể tạo điều kiện cho các VSV gây bệnh phát triển. Không Người tiêu dùng có trách nhiệm bảo quản lạnh (4oC) do có ghi trên bao bì sản phẩm. Phân tích các điểm kiểm soát tới hạn trogn quy trình sản xuất Bảng 3: Các điểm kiểm soát tới hạn trong quy trình Quá trình Mối nguy Điểm tới hạn Cách phòng ngừa Cách thức kiểm soát Người kiểm soát- Mức độ kiểm soát Hồ sơ HACCP Tiếp nhận nguyên liệu - Vật lý: kim loại, thuỷ tinh, cát… - Hoá học: độc tố, hoá chất tẩy rửa, kháng sinh, - Sinh học: VK sinh bào tử - Không chứa kháng sinh, độc tố, thể thực khuẩn. - Không chứa dư lượng hoá chất tẩy rửa. - Tổng số tế bào VSV càng thấp càng tốt. Thu nhận sữa nguyên liệu đảm bảo chất lượng thông qua việc kiểm tra các chứng nhận về chất lượng của nơi cung cấp sữa. - Kiểm soát quá trình lọc sữa nguyên liệu - Bảo quản sữa trước khi đưa vào sản xuất ở 40C, trong điều kiện kín. - Kiểm tra hàm lượng độc tố, dư lượng kháng sinh, số lượng VK trong sữa. - Nếu số lượng VK, đặc biệt là VK sinh bào tử vượt quá giới hạn thì phải loại bỏ mẻ sữa đó. - Bộ phận thu nhận nguyên liệu, bộ phận QC - Kiểm tra mỗi mẻ nguyên liệu QC Xử lý nhiệt - Sinh học - t0: 90 - 950C - Thời gian: 3 – 5’ - Thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, nếu nhiệt độ không đạt thì cần xử lý nhiệt lại. - Nếu không thể gia nhiệt lại thì cần loại bỏ mẻ sữa đó. - Người vận hành thiết bị xử lý nhiệt - Kiểm tra trong suốt quá trình QC Bảo quản lạnh - Sinh học - t0: 40C - Thời gian: 3 tuần - Kiểm tra nhiệt độ phòng bảo quản. - Nếu nhiệt độ lạnh không thể thì phải loại bỏ mẻ sản phẩm đó. - Người vận hành phòng lạnh - Kiểm tra trong suốt quá trình QC